UA65368A - A method for the incorporation of reactants through the blast furnace tuyere apparatus - Google Patents
A method for the incorporation of reactants through the blast furnace tuyere apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- UA65368A UA65368A UA2003076841A UA2003076841A UA65368A UA 65368 A UA65368 A UA 65368A UA 2003076841 A UA2003076841 A UA 2003076841A UA 2003076841 A UA2003076841 A UA 2003076841A UA 65368 A UA65368 A UA 65368A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- fuel
- nozzle
- jet
- flow
- blast
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000376 reactant Substances 0.000 title abstract description 5
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 title abstract 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 39
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 13
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011449 Rosa Nutrition 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Blast Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Винахід відноситься до області чорної металургії, зокрема, до способів введення реагентів через фурмений прилад доменної печі.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular, to methods of introducing reagents through the nozzle device of a blast furnace.
Економічність роботи доменних печей значною мірою залежить від ефективного використання палива, у т. р. від організації процесу сумішоутворення додаткового палива, що вдувається, з дуттям.The cost-effectiveness of the operation of blast furnaces largely depends on the effective use of fuel, including the organization of the process of mixing the additional fuel that is blown in with blowing.
Відомо, що в доменну піч дуття і додаткове паливо подають за допомогою фурмених приладів, куди реагенти вводять різними способами. У відомих способах струмінь палива вводиться в дуття або в радіальному напрямку, або під кутом, а іноді назустріч - для поліпшення процесу сумішоутворення і запалення в межах фурменого приладу.It is known that blowing and additional fuel are supplied to the blast furnace with the help of nozzle devices, where reagents are introduced in various ways. In known methods, the jet of fuel is introduced into the blast either in the radial direction or at an angle, and sometimes opposite - to improve the process of mixture formation and ignition within the nozzle device.
Відомі рішення не створюють технологічно необхідної однорідності і рівномірної щільності суміші, що негативно позначається на розподілі продуктів горіння в обсязі струменя дуття, фурменої зони і по діаметру печі, є причиною випадання сажистого вуглецю - явища, яке знижує економічність плавки, погіршує дренаж рідких продуктів, знижаючи стійкість повітряних фурм.The known solutions do not create the technologically necessary homogeneity and uniform density of the mixture, which negatively affects the distribution of combustion products in the volume of the blast jet, the nozzle zone and the diameter of the furnace, is the cause of the fallout of soot carbon - a phenomenon that reduces the efficiency of melting, worsens the drainage of liquid products, reducing stability of air nozzles.
Найбільш близьким до пропонованого рішення по технічній сутності і результату, що досягається (прототип), є спосіб введення реагентів через фурмений прилад доменної печі, який включає подачу дуття і палива, що вводиться у вигляді пучка газових струменів у дуттьовий потік, реалізований у відомому рішенні (СРСР, Мо 908810, кл. С2187/161Ї. Відповідно до зазначеного способу, прийнятому за прототип, площина розташування поздовжніх осей газових струменів і поздовжньої осі підведення палива орієнтовані до напрямку потоку окислювача під кутом 90", при цьому введення палива здійснене в дуттьовому каналі фурми з зоною витікання газових струменів у її пристінній ділянці.The closest to the proposed solution in terms of technical essence and the result achieved (prototype) is the method of introducing reagents through the nozzle device of the blast furnace, which includes the supply of blast and fuel, which is introduced in the form of a beam of gas jets into the blast flow, implemented in the known solution ( USSR, Mo 908810, class C2187/161Y. According to the specified method, adopted as a prototype, the plane of the location of the longitudinal axes of the gas jets and the longitudinal axis of the fuel supply are oriented to the direction of the flow of the oxidizer at an angle of 90", while the introduction of fuel is carried out in the nozzle channel of the nozzle with a zone of outflow of gas jets in its wall area.
Істотним недоліком способу, реалізованого в прототипі, є невисокий ступінь взаємодії паливно-дуттьових компонентів і нерівномірність поверхневого теплонапруження на стінки фурменого приладу. Це зв'язано з перпендикулярною подачею палива, зносом його дуттьовим потоком, що має велику кінетичну енергію, малою довжиною зони змішання паливно-дуттьових компонентів, локальною перенапругою в зоні витікання палива, перегрівом охолоджувача. Таке введення палива загальмовує і деформує шари дуттьового потоку, слабо змішуючись з ними через нерівномірний розподіл газових струменів у поперечному перерізі дуття, їхньою низькою пробивною здатністю, розташування рівнодіючої взаємодіючих потоків у верхній половині дуттьового каналу, недостатнього розвитку поперечних пульсацій.A significant drawback of the method implemented in the prototype is the low degree of interaction between the fuel and fuel components and the unevenness of the surface thermal stress on the walls of the nozzle device. This is due to the perpendicular supply of fuel, its wear by the jet flow, which has a large kinetic energy, the short length of the mixing zone of fuel-jet components, local overvoltage in the fuel flow zone, overheating of the cooler. This introduction of fuel slows down and deforms the layers of the jet flow, mixing with them poorly due to the uneven distribution of gas jets in the cross section of the jet, their low penetrating power, the location of the interacting flows in the upper half of the jet channel, insufficient development of transverse pulsations.
Слаборозвинена поперечна турбулізація в паливно-дуттьовому потоці приводить до нерівномірного розподілу теплонапруженості у дуттьовому каналі. Це викликається розвиненим температурним перепадом між перпендикулярним введенням паливного потоку і периферією дуттьового потоку, а також поперечною пульсацією. Одночасно відбувається деформація профілю швидкості взаємодіючих реагентів, викликана активізацією осьової (центральної) частини дуттьового потоку в порівнянні з периферійними локальними шарами змішаного потоку, що рухаються.Weakly developed transverse turbulence in the fuel-jet flow leads to an uneven distribution of heat stress in the jet channel. This is caused by a developed temperature difference between the perpendicular introduction of the fuel flow and the periphery of the jet flow, as well as transverse pulsation. At the same time, there is a deformation of the speed profile of the interacting reactants, caused by the activation of the axial (central) part of the jet flow in comparison with the peripheral local layers of the moving mixed flow.
Відсутність розвитої горизонтальної прямолінійної ділянки змішання перед процесом витікання в піч приводить до формування дестабілізованого потоку з наявністю як застійних зон, так і зон неорганізованих вихрів, викликуваних поворотом паливного потоку в дуттьовому тракті. Це приводить до деформації паливного струменя, до появи режиму неорганізованої пульсації, до росту гідравлічного опору в тракті, до локального язикового процесу горіння. Введення такого паливного струменя в дуттьову фурму супроводжується викривленням профілю швидкості у дуттьовому тракті і значному зусиллі локальної взаємодії паливно-дуттьових компонентів у процесі їхнього контакту.The lack of a developed horizontal rectilinear section of mixing before the process of outflow into the furnace leads to the formation of a destabilized flow with the presence of both stagnant zones and zones of disorganized vortices caused by the rotation of the fuel flow in the jet path. This leads to the deformation of the fuel jet, to the appearance of a regime of unorganized pulsation, to the growth of hydraulic resistance in the tract, to the local burning process. The introduction of such a fuel jet into the jet nozzle is accompanied by a distortion of the velocity profile in the jet path and a significant force of local interaction of the fuel-jet components in the process of their contact.
Підвищення нерівномірності температур у паливно-дуттьовому потоці і викривлення профілю його швидкості приводять у порожнині фурменого приладу до однобічного горіння струменя палива. Це приводить до перегріву фурменого приладу з однієї сторони, що погіршує герметичність стиків, приводить до прориву полум'я в місці розгерметизації, а також до локального перегріву охолоджувача і відкладенню солей в охолоджуваних порожнинах, тобто до передчасної заміни фурми. Крім того, нерівномірність теплонапруженості і викривлення профілю швидкості підвищує нерівномірність розподілу кінетичної енергії змішаного потоку, що приводить до зміни у фурмених вогнищах і зменшенню далекобійності паливно-дуттьового потоку. Усе це, в остаточному підсумку, приводить до перевитрати коксу на печі, що знижує технологічні й економічні показники плавки за рахунок погіршення ефективності використання палива і частоти заміни фурм, тобто знижується коефіцієнт заміни коксу паливом, зокрема природним газом (приблизно на 10-1595, тобто величина коефіцієнта заміни знижується 30,8 до 0,6).An increase in temperature unevenness in the fuel-jet flow and distortion of its velocity profile lead to one-sided burning of the fuel jet in the nozzle cavity. This leads to overheating of the nozzle device on one side, which worsens the tightness of the joints, leads to a flame breakthrough in the place of depressurization, as well as to local overheating of the cooler and deposition of salts in the cooled cavities, that is, to premature replacement of the nozzle. In addition, the unevenness of the thermal tension and the curvature of the velocity profile increases the unevenness of the distribution of the kinetic energy of the mixed flow, which leads to a change in the nozzle foci and a decrease in the range of the fuel-dust flow. All this, ultimately, leads to the over-consumption of coke in the furnace, which reduces the technological and economic indicators of smelting due to the deterioration of the efficiency of fuel use and the frequency of replacement of lances, i.e. the ratio of replacement of coke with fuel, in particular with natural gas, decreases (by approximately 10-1595, i.e. the value of the replacement coefficient decreases from 30.8 to 0.6).
Задачею винаходу є зниження витрати коксу на печі шляхом збільшення ступеня взаємодії паливно- дуттьових компонентів і підвищення рівномірності поверхневого теплонапруження на стінки фурменого приладу.The task of the invention is to reduce the consumption of coke in the furnace by increasing the degree of interaction of the fuel-jet components and increasing the uniformity of the surface heat stress on the walls of the nozzle device.
Поставлена задача вирішується тим, що пучок газових струменів палива подають коаксіально дуттю в напрямку його руху з центральним кутом розкриття граничних струменів пучка рівним 60-90" і на відстані 2,5-3,5 середнього діаметра каналу фурменого приладу від його вихідного торця.The task is solved by the fact that a beam of gas jets of fuel is fed coaxially with a blow in the direction of its movement with a central angle of opening of the marginal jets of the beam equal to 60-90" and at a distance of 2.5-3.5 of the average diameter of the nozzle channel from its output end.
Відомий спосіб включає подачу дуття і палива, що вводиться у вигляді пучка газових струменів у дуттьовий потік.The known method includes the supply of blowing and fuel, which is introduced in the form of a beam of gas jets into the blowing flow.
Пропонований спосіб відрізняється від прототипу тим, що пучок газових струменів подають коаксіально дуттю в напрямку його руху, тим що пучок струменів має конічну форму з центральним кутом розкриття граничних струменів, що дорівнює 60-90", і тим, що на відстані 2,5-3,5 середнього діаметра каналу фурменого приладу від його вихідного торця, тобто від границі фурма-піч.The proposed method differs from the prototype in that the beam of gas jets is fed coaxially with a blow in the direction of its movement, in that the beam of jets has a conical shape with a central opening angle of the boundary jets equal to 60-90", and in the fact that at a distance of 2.5- 3.5 of the average diameter of the nozzle channel from its outlet end, i.e. from the nozzle-furnace boundary.
При порівняльному аналізі відомих технічних рішень із пропонованим, не виявлено ознак, подібних до заявляємих, отже можна зробити висновок про відповідність критерію "істотні відмінності".In the comparative analysis of known technical solutions with the proposed one, no features similar to the claimed ones were found, so it is possible to conclude that the "significant differences" criterion is met.
На Ффіг.1 схематично показаний спосіб введення реагентів у фурмений прилад доменної печі; на Фіг.2 - епюри теплонапруження в дуттьовому каналі приладу в процесі взаємодії реагентів.Figure 1 schematically shows the method of introducing reagents into the nozzle device of the blast furnace; in Fig. 2 - graphs of heat stress in the duct channel of the device in the process of interaction of reagents.
Згідно способу, що заявляється, дуття (окислювач) 1 подають у порожнину дуттьового (фурменого) сопла 2 фурменого приладу, де коаксіально вводять паливо З у виді конічного пучка рівномірно розподілених газових струменів 4 з центральним кутом (9) розкриття органічних струменів (по їх осях), рівним 60-90", при цьому витікання газових струменів (виліт з газового сопла) здійснюють на відстані (І) 2,5-3,5 внутрішнього діаметра фурменого приладу від вихідного торця фурми 5. При різних величинах діаметрів дуттьового (фурменого) сопла і центрального канала фурми варто приймати їхній середній внутрішній діаметр. На зазначеній відстані відбувається змішання (паливно-дуттьових компонентів) і запалення палива в межах дуттьового каналу фурменого приладу. У процесі витікання палива З таким чином, взаємодія здійснюється шляхом контакту окремих газових струменів 4, які рівномірно розподілені у поперечному перерізі сопла 2 і, що рухаються в напрямку дуття.According to the claimed method, the blast (oxidizer) 1 is fed into the cavity of the blast (jet) nozzle 2 of the jet device, where fuel C is coaxially introduced in the form of a conical beam of evenly distributed gas jets 4 with a central angle (9) of the opening of the organic jets (along their axes ), equal to 60-90", while the outflow of gas jets (outlet from the gas nozzle) is carried out at a distance (I) of 2.5-3.5 of the inner diameter of the nozzle device from the outlet end of the nozzle 5. At different values of the diameters of the nozzle (nozzle) the nozzle and the central channel of the nozzle should be taken as their average inner diameter. At the specified distance, mixing (of fuel-jet components) and fuel ignition takes place within the nozzle channel of the nozzle device. In the process of fuel outflow With this way, the interaction is carried out by the contact of individual gas jets 4, which are uniformly distributed in the cross section of the nozzle 2 and which move in the direction of blowing.
Це приводить до поперечно-подовжнього зміщення реагентів з рівномірно розподіленими рівнодіючими векторами шарів, які ударяються, у напрямку дуттьового потоку, що має велику кінетичну енергію. Така взаємодія носить спокійний характер без подовжених збуджень і локальних деформацій, процес змішання відбувається стабілізовано з постійним реагуванням по перетині дуттьового каналу і послідовно наростаючої і рівномірною поперечно організованою турбулізацією в паливно-дуттьовому потоці, що активізує процес змішання і запалення, при цьому потік, який змішується, характеризується відсутністю як застійних зон, так і зон неорганізованих вихрів, що не створює умови для режиму неорганізованої пульсації, формує стійкий агродинамічний режим з нижнім гідравлічним опором у дуттьовому тракті.This leads to a transversal-longitudinal displacement of reactants with uniformly distributed reactive vectors of the impinging layers in the direction of the jet flow, which has a large kinetic energy. Such an interaction has a calm character without prolonged excitations and local deformations, the mixing process takes place in a stabilized manner with a constant reaction along the cross section of the jet channel and successively increasing and uniform transversely organized turbulence in the fuel-jet flow, which activates the process of mixing and ignition, while the flow that mixes , is characterized by the absence of both stagnant zones and zones of unorganized eddies, which does not create conditions for the regime of unorganized pulsation, forms a stable agrodynamic regime with lower hydraulic resistance in the gust tract.
До повного розподілу вуглеводних компонентів у периферійні шари дуття максимальний температурний рівень зосереджений у приосьовій області, що активізує радіальне змішання й усереднює щільність паливно- дуттьового потоку за рахунок розвитку поперечних пульсацій, що надходять з центра при запаленні, при цьому відбувається поперечне усереднення температурного рівня потоку. У зв'язку з розташуванням джерела радіальної турбулізації в центральній частині, відбувається рівномірне насичення вуглеводними компонентами дуттьового потоку по всьому обсязі порожнини дуттьового каналу. Таким чином, подача в порожнину дуттьового (фурменого) сопла 2 конічні пучки газових струменів палива коаксіально дуттю з кутом розкриття пучка в 60-90" і на відстані 2,5-3,5 діаметру тракту фурменого приладу від його вихідного торця, забезпечує збільшення поверхні контакту і підвищення рівномірності поверхневого теплонапруження на стінки, що приводить до одержання технологічно необхідної однорідності суміші в межах фурменого приладу, а це у свою чергу забезпечує інтенсивне окислювання вуглеводнів і запобігає сажеутворенню при термічному розкладанні тієї його частини, для окислювання якої не вистачає кисню через погану організацію взаємодії компонентів, властивому прототипові.Before the complete distribution of hydrocarbon components in the peripheral layers of the blast, the maximum temperature level is concentrated in the axial region, which activates radial mixing and averages the density of the fuel-jet flow due to the development of transverse pulsations coming from the center during ignition, while transverse averaging of the temperature level of the flow occurs. Due to the location of the source of radial turbulence in the central part, there is a uniform saturation of the hydrocarbon components of the jet flow throughout the entire volume of the jet channel cavity. Thus, the supply of 2 conical beams of gas jets of fuel into the cavity of the jet nozzle by coaxial blowing with an opening angle of the beam of 60-90" and at a distance of 2.5-3.5 diameters of the jet nozzle from its output end provides an increase in the surface contact and increasing the uniformity of the surface heat stress on the walls, which leads to the technologically necessary homogeneity of the mixture within the nozzle device, and this in turn ensures intensive oxidation of hydrocarbons and prevents soot formation during thermal decomposition of that part of it, for oxidation of which there is not enough oxygen due to poor organization interaction of components inherent in the prototype.
Радіальний процес взаємодії паливно-дуттьових компонентів при поздовжньому надходженні палива вирівнює профіль швидкості змішаного потоку і знижує величину гребенів у епюрі швидкостей (див. Фіг. 2 і приклад конкретного виконання). Зазначений процес активізується за рахунок попереднього формування дробленого паливного потоку з кутом розкриття, що заявляється, на горизонтальній прямолінійній ділянці довжини, що заявляється, безпосередньо перед витіканням у піч. Таке формування процесу змішання приводить до збільшення поперечної рівномірності в межах дуттьового тракту, до усунення значного температурного перепаду, а також до зниження застійних і вихрових зон, - усе це стабілізує витікання і підвищує далекобійність такого потоку. Це супроводжується високою рівномірністю поверхневої теплової напруги на стінки фурменого приладу, що додатково підвищує якість змішання, а отже і ступінь окислювання палива, - і створює сприятливі умови для охолоджуваних порожнин фурменого приладу, тобто без перегріву охолоджувача і форсованого відкладення солей у водяному тракті, а також зводить до мінімуму можливість розгерметизації стиків. У результаті перерахованого тривалість роботи фурменого приладу збільшується, а ефективність використання природного газу зростає в порівнянні з прототипом на 10-1595.The radial process of the interaction of fuel and fuel components during the longitudinal supply of fuel evens out the velocity profile of the mixed flow and reduces the value of the ridges in the velocity profile (see Fig. 2 and an example of a specific implementation). The specified process is activated due to the preliminary formation of a crushed fuel flow with a specified opening angle on a horizontal straight section of the specified length, immediately before flowing into the furnace. This formation of the mixing process leads to an increase in transverse uniformity within the duct tract, to the elimination of a significant temperature difference, as well as to a decrease in stagnant and vortex zones - all this stabilizes the flow and increases the long-range of such a flow. This is accompanied by a high uniformity of surface thermal stress on the walls of the nozzle device, which additionally increases the quality of mixing, and therefore the degree of fuel oxidation, and creates favorable conditions for the cooled cavities of the nozzle device, i.e. without overheating of the cooler and forced deposition of salts in the water path, as well as minimizes the possibility of joint depressurization. As a result of the above, the duration of operation of the nozzle device increases, and the efficiency of using natural gas increases compared to the prototype on 10-1595.
При куті розкриття пучка паливних струменів, рівному 60", забезпечується достатній ступінь окислювання палива і рівномірність поверхневого теплонапруження на стінки в зоні змішання компонентів.At an opening angle of the fuel jet beam equal to 60", a sufficient degree of fuel oxidation and uniformity of the surface thermal stress on the walls in the zone of mixing of components are ensured.
При куті розкриття пучка, що дорівнює 55-59", ступінь окислювання палива скорочується на 4-695, а рівномірність теплонапруження на стінки знижується на 8-1295. Це відбувається за рахунок погіршення процесу сумішоутворення і підвищення концентрації вуглеводних компонентів по центру потоку, що рухається.At a beam opening angle equal to 55-59", the degree of fuel oxidation is reduced by 4-695, and the uniformity of thermal stress on the walls is reduced by 8-1295. This occurs due to the deterioration of the mixture formation process and the increase in the concentration of hydrocarbon components in the center of the moving flow .
При куті розкриття пучка паливних струменів, рівному 90", досягається технологічно необхідна однорідність суміші і продуктів взаємодії перед витіканням у піч, при цьому формується стійкий короткий факел, але з'являється тенденція до незначного росту гідравлічного опору.At an opening angle of the fuel jet beam equal to 90", the technologically necessary homogeneity of the mixture and interaction products before flowing into the furnace is achieved, while a stable short torch is formed, but there is a tendency to a slight increase in hydraulic resistance.
При відстані між введенням палива в сопло 2 і вихідним торцем приладу, рівному нижньому переділу, що заявляється, закінчується процес змішання паливно-дуттьових компонентів у приладі при куті розкриття пучка газових струменів у межах 60-90", при цьому досягається досить високий ступінь рівномірності поверхневого теплонапруження на стінки по всій довжині спільного тракту.When the distance between the fuel input into nozzle 2 and the output end of the device is equal to the lower division, which is declared, the process of mixing fuel and jet components in the device ends at the opening angle of the beam of gas jets in the range of 60-90", while a fairly high degree of surface uniformity is achieved thermal stress on the walls along the entire length of the common tract.
При зменшенні цієї відстані, наприклад, при величині, рівній 2,4-2,1 внутрішнього діаметра приладу, однорідність суміші знижується на 5-695, а рівномірність теплонапруження зменшується на 6-995 за рахунок скорочення спільного шляху руху суміші і недостатнього розвитку тепломасообмінних процесів між компонентами суміші.When this distance is reduced, for example, with a value equal to 2.4-2.1 of the internal diameter of the device, the homogeneity of the mixture decreases by 5-695, and the uniformity of thermal stress decreases by 6-995 due to the reduction of the common path of movement of the mixture and insufficient development of heat and mass exchange processes between the components of the mixture.
При відстані між введенням палива в сопло 2 і вихідним торцем приладу, рівним верхньому переділу, що заявляється, ступінь окислювання палива і рівномірність теплонапруження - у припустимих межах, однак спостерігається незначний ріст гідравлічного опору.At a distance between the introduction of fuel into nozzle 2 and the output end of the device, which is equal to the upper limit, which is declared, the degree of oxidation of the fuel and the uniformity of thermal stress are within acceptable limits, however, a slight increase in hydraulic resistance is observed.
Таким чином, сукупність відмітних ознак, що заявляються, приводить до підвищення якості змішання паливно-дуттьових компонентів і вирівнювання температурного рівня в тракті за рахунок збільшення рівномірності радіальної взаємодії реагентів при спільному їхньому русі в дуттьовому тракті фурменого приладу, що сприяє також раціональному агеродинамічному режиму без збільшення додаткових енерговитрат на піч. Це приводить до підвищення хімічної енергії потоку, що витікає з фурменого приладу в піч, кращому його використанню і, як наслідок, до істотного зменшення питомої витрати коксу, а також до підвищення продуктивності печі.Thus, the set of distinctive features that are claimed leads to an increase in the quality of the mixing of fuel-jet components and the equalization of the temperature level in the tract due to the increase in the uniformity of the radial interaction of the reactants during their joint movement in the jet path of the nozzle device, which also contributes to a rational aerodynamic regime without increasing additional energy consumption for the furnace. This leads to an increase in the chemical energy of the flow flowing from the nozzle device into the furnace, to its better use and, as a result, to a significant reduction in the specific consumption of coke, as well as to an increase in the productivity of the furnace.
Приклад. Вихідні дані: місце реалізації - доменний цех Ме 1 КДГМК "Криворіжсталь"; коротка характеристика печі - корисний обсяг 1719м3 , кількість фурмених приладів - 20шт., витрата дуття на піч 2900м3/хв., витрата природного газу на піч 300м3/хв., температура дуття - 1100"С, температура природного газу 20"С, тиск дуттяExample. Initial data: place of sale - blast furnace shop Me 1 of the "Kryvorizhstal" KDGMK; brief characteristics of the furnace - useful volume 1719 m3, number of nozzle devices - 20 pcs., blast flow per furnace 2900 m3/min., natural gas flow per furnace 300 m3/min., blasting temperature - 1100"C, natural gas temperature 20"C, blasting pressure
З50кПа, тиск природного газу б00кПа, ступінь збагачення дуття киснем 2595, тривалість випробування - 6 місяців.Z50kPa, natural gas pressure b00kPa, degree of oxygen enrichment of blowing 2595, test duration - 6 months.
Результати дослідно-промислового випробування: ефективність природного газу зростає на 12,5905.The results of the experimental and industrial test: the efficiency of natural gas increases by 12.5905.
Порівняння пропонованого способу робили з відомим способом, викладеним у заявці як прототип.Comparison of the proposed method was made with the known method described in the application as a prototype.
На Фіг.2 приведені епюри швидкостей газового потоку на виході з фурми і теплонапруженостей у перетині, що відстоїть від виходу фурменого приладу на 100мм.Fig. 2 shows graphs of gas flow velocities at the exit of the nozzle and thermal stresses in the cross-section, which is 100 mm from the exit of the nozzle device.
Результати іспитів пропонованого способу зведені в табл. 1 і 2.The test results of the proposed method are summarized in the table. 1 and 2.
Результати дослідно-промислового випробування пропонованого способу:Results of research and industrial testing of the proposed method:
Таблиця 1Table 1
Кут розкриття граничних Середня температура тракту у струменів пучка, град. стінки фурми"), С 55-59 1,0-3,0 2,0-3,5 1000The opening angle of the marginal Average temperature of the path of the beam jets, deg. lance walls"), C 55-59 1.0-3.0 2.0-3.5 1000
СТ ПН КОН Ж ОН НО ПО 1090 60-90 3,5-4,0 4,0-4,5 1090-1230 9077777711111111111117111111111140 1111145 | 1230 91-95 "У на відстані 100мм від вихідного перерізу.ST MON CON J ON NO PO 1090 60-90 3.5-4.0 4.0-4.5 1090-1230 90777777111111111111117111111111140 1111145 | 1230 91-95 "U at a distance of 100 mm from the original section.
Таблиця 2Table 2
Відстань від введення пучка струн до Середня концентрація на зрізі фурми, 90 тракта стінки фур) 2,1-2,4)хДвп 1,0-3,0 2,0-3,5 1000 1230 2,5-3,5)хДвп 3,5-4,5 4,0-4,5 1230-1270 1270 3,6-4,0)хДвп 7) на відстані 100мм від вихідного перерізу.The distance from the introduction of the bundle of strings to the average concentration on the section of the lance, 90 tracts of the wall of the lance) 2.1-2.4)xDvp 1.0-3.0 2.0-3.5 1000 1230 2.5-3.5) xDvp 3.5-4.5 4.0-4.5 1230-1270 1270 3.6-4.0)xDvp 7) at a distance of 100 mm from the initial section.
Е. се» м ж й пк Є ой хек | пок НОСИ как Кок ект шо ж БІДИ йон вонE. se» m z y pk Ye oi hek | pok NOSI kak Kok ekt what is TROUBLES yon won
ФігFig
І ї Я ка І й з. Зо щ- Шия Е и аI і Ya ka I і з. From sh- Neck E and a
Шен нт суд т Бкоори телонин ужеShen nt court t Bkoori telonin already
Е з | деостей я - еВ че | ше ОВ ТУ роса п пн о як ме ; АE with | deostei i - eV che | she OV TU rosa p pn o as me; AND
ФігаFig
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2003076841A UA65368A (en) | 2003-07-21 | 2003-07-21 | A method for the incorporation of reactants through the blast furnace tuyere apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2003076841A UA65368A (en) | 2003-07-21 | 2003-07-21 | A method for the incorporation of reactants through the blast furnace tuyere apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA65368A true UA65368A (en) | 2004-03-15 |
Family
ID=34517630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2003076841A UA65368A (en) | 2003-07-21 | 2003-07-21 | A method for the incorporation of reactants through the blast furnace tuyere apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA65368A (en) |
-
2003
- 2003-07-21 UA UA2003076841A patent/UA65368A/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0612958B1 (en) | Fuel burner apparatus and method employing divergent flow nozzle | |
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 | |
US3889933A (en) | Metallurgical lance | |
CN1238659C (en) | Combustion method comprising separate injections of fuel and oxidant and burner assembly therefor | |
US20130119168A1 (en) | Ultrasonic nozzle for use in metallurgical installations and method for dimensioning a ultrasonic nozzle | |
US5346524A (en) | Oxygen/fuel firing of furnaces with massive, low velocity, turbulent flames | |
DK173281B1 (en) | Method and apparatus for providing heat transfer in an oven | |
US7514035B2 (en) | Versatile high velocity integral vacuum furnace | |
US20070068601A1 (en) | Process for treating steel alloys | |
KR100982828B1 (en) | Lance for injecting particulate material into liquid metal | |
KR20090037894A (en) | Flame burner and method for flame burning a metallic surface | |
WO1990004571A1 (en) | Method and apparatus for enhancing combustion and operational efficiency in a glass melting furnace | |
EP1497472B1 (en) | Injection of solids into liquids by means of a shrouded supersonic gas jet | |
UA65368A (en) | A method for the incorporation of reactants through the blast furnace tuyere apparatus | |
US3322348A (en) | Apparatus for the treatment of metal melts with gases | |
RU1790607C (en) | Method of injecting reagents through blast furnace tuyeres | |
CA2618411C (en) | Apparatus and method for injection of fluid hydrocarbons into a blast furnace | |
JPWO2014203780A1 (en) | Gas injection device | |
US3937449A (en) | Liquid-fuel atomization and injection device | |
JP2016141872A (en) | Top-blowing lance for molten metal refining | |
RU2338638C2 (en) | Method of thermo abrasive treatment and machine "castor" for its implementation | |
SU1693069A1 (en) | Method of feeding gaseous fuel to stack furnace tuyere | |
CN110832254B (en) | Oxygen-enriched burner and heating method using oxygen-enriched burner | |
WO2019044182A1 (en) | Burner and heating method using burner | |
TWI791564B (en) | Oxygen-enriched burner and method for heating using oxygen-enriched burner |