SU908812A1 - Дутьева фурма доменной печи - Google Patents

Description

(54) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относитс  к черной металлургии и может бъ1ть использовано в доменном производстве при подаче в фурменную зону заменителей кокса, например природного газа. Подача природного газа в горн доменной пеад производитс , как правило, через одну газоподвод щую трубку, проход щую через водоохлаждаемую полость воздушной фурмы и выход щую в верхнюю полость фурмы на рассто нии 150-200 мм от ее среза. Диаметр газоподвод щей трубки, определ ющий П1Ж посто нном давлении природного газа глубину проникновени  его струи в поток дуть , выбираетс  из услови  обеспечени  максимального расхода природного газа и остаетс  неизменным при изменении расхода природного газа на фурму. Даже при наличии в цехе доменных печей разного объема, работающих с различными соотношени ми скоростей потоков природного газа и дуть , воздушные фурмы чаще всего оборудуютс  газоподвод щими труб ками одинакового внутреннего диаметра. Недостатком примен емого подвода  вл етс  отсутствие возможности регулировани  глубинь проникновени  струи природного газа в поток воздуишого дуть  и поддержани  ее величин на оптимальном уровне при изменении его расхода , что отрицательно сказываетс  на полноте окислени  природного газа и равномерности распределени  продуктов сгорани  по сечению печи, а в конечном счете - на коэ«| фициенте замены кокса природным газом или другой топливной добавкой. Относительна  глубина проникновени  определ етс  завиа1мостью К V .. -абсолютна  глубина проникновени ; - диаметр выходного сечени  газоподвод щей трубки; -опытный коэффициент, завис щий от угла встречи, при а - 90° величина К наибольща  и составл ет 2,2; WrHW. скорости потоков газа и дуть  Г Д соответственно; плотности потоков газа и дуть в рабочих услови х соответс Из этой зависимости следует, что величение глубины проникновени  и, следовательно, степени смешени  способствует ввод струи газа под углом 90 к потоку дуть  и увеличение скорости газа за счет уменьшени  сечени  газоподвод щей трубки (при посто го1ом давлении природного газа). При посто нном диаметре газоподвод щей трубки уменьшение расхода природного газа приводит к уменьшению глубины проникновени  его струи в поток дуть  и уменьшению степени его использовани  в печи, Так, дл  условий доменной печи объемом 1033 м при внутреннем диаметре газоподвод шей трубки 22 мм и дааметре воздушной фурмы 180 мм уменьшение расхода природного газа с 13% по отношению к дутью до 7 и 5% приводит к уменьшению глубины проникновени  с 91 м до 51 и. 40 мм соответственно . При h менее 90 мм (ось фурменной зоны наблюдаетс  неполнота сгорани  природного газа в фурме, неравномерность распределеш1Я продуктов его сгорани  по сечению горна, что ухудшает эффективность использовани  природного газа в печи. Значительное проникновение струи газа за осевую зону (h 90 мм также отрицательно сказьшаетс  на эффективности использовани  газа, так как в этом случае факел горени  его приближаетс  к противоположной от места ввода газа стенке . фурмы, что приводит к возрастанию тепловых потерь с охлаждающей водой. Таким образом имеетс  технологаческа  целессобразность под держани  г убинь проникновени  струи природного газа при изменении его расхода на оптимальном уровне (Ь). Достигнуть этого можно, если ввод природного газа в воздушную фурму осуществить через две или более трубок переменного сечени . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  дутьева  фурма доменной печи, содержаща  водоохлаждаемый корпус с каналом дл  подвода дуть , фланец и топлквоподвод щие трубки, проход щие через водоох лаждаемую полость фурмы и соединенные с каналом , . Недостатком зтой фурмы  вл етс  отсутствие возмойсности измен ть скорость природного газа, так как обе трубки имеют одинаковый диаметр. 90 4 Двль изобретешь - создание условий л  регулирова1ш  глубины проникновени  риродного газа и улушиепи  смешени  его дутьем, повышение равномерности распредеени  водорода по сечению ле«ш и степени исопьзоватга  восстановительной энергии газоого потока, Указанга  цель достигаетс  тем, что в урме трубки вьшолнены с разными выходыми сечени ми, составл юшими 0,4-1,2 и 1,2-5,0% площади выходного сечени  канала урмы, Подача через несколько трубок разного иа1С1етра осуществл етс  с целью уменьшить сопротивление газопо вод щего тракта в случае недостаточного давлени  природного газа, Переключеш1е подачи газа осуществл етс  кра ном, установленным вблизи фланца фурмы. ид  того, чтобы исключить течение топливного потока по внутре1шей поверхности фурмы и обеспечить хорошее смешение с дутьем скорость истечени  природного газа (мазута) при реально возможных изменени х его расхода должна составл ть 0,7-1,2 скорости дуть . При уменьшении зтого отношени  ниже 0,7 наблюдаетс  ухудшение степени окислени  природного газа в фурменной полости и его использова1ш . Увеличение зтого соотношешс  выше 1,2 приводит к перемешению факела к противоположной стенке фурмы и существенном) увеличению потерь тепла с охлаждающей водой, Указанньш диапазон соотношени  скоростей потоков обуславливает проникновение газа к центру фурмы при незнач1ггельном увеличепии тепловых потерь через фурму, Задава сь величиной h., раиной - dф , и величиной Wp2 - , равной 0,7 н 1,2, по преобразованной формуле (1) d А можно найти диаметры трубок, обеспечивающих оптимальное условие замедишани  природного газа с дутьем дл  указаниьгх соотношений их скоростей, определ емых изменение расхода природного газа.; Дл  типичных условий плавки 1д 1100°С, 4 атм, р 6 атм, Рр 4,02 г/см Рд 4 атм, P-J - V U1..1, рр л f4.i /Ч11 rij 1,02 г/см, drt, 180 мм, величина d Д составит 17 и 30 соответственно дл  0,7 и 1,2, а сечени  трубок 0,8 и 3% плошади выходного отверсти  воздушной фурмы. Дл  реально возможных расходов природного газ.ч диаметры газоподвод щих трубок могут быть 12-20 и 20-40 мм, а их сеченик 6,4- 1,2

59

и 1,2-5,0% площади выходного сечени  вочаушной фурмы.

При изменении предлагаемой схемы ввода природного газа (а она целесообразна и при вдувании в печь мазута) вдуваемое топливо сгорает уже в пределах самой фурмы. Поскольку температура дуть  на современных печах находитс  на уровне 1100-1200°С, то при существующих расходах природного газа (до 10-15% к дутью) при хорошем смещении смесь получаетс  с температурой по крайней мере не ниже 850-900 С, а температура вспышки природного газа составл ет 645° С. Таким образом, создаютс  услови  дл  сгорани  инжектируемой добавки в пределах фурмы При зтом увеличиваетс  объем газов в фурменном приборе и их температура. Это вызывает повышение давлени  и скорости истечени  газовой смеси из фурмы, естественно, рос кинематической энергии дуть . В свою очередь , увеличение кинетической энергии дуть  воздействует на размеры фурменной зоны и улучшает растсределение газов-восстановителей по радиусу печи. При этом сгорание в пределах фурмы только 10% природного газа при- водит к увеличению кинетической энергии на 30%.

На чертеже показана фурма, продольный разрез.

Конструкци  фурмы доме1шой печи состоит из водоохлаждаемого корпуса I, фланца 2, топливоподвод щих трубок 3 и 4, пропущениых через фланец 2 и водоохлаждаемую полость 5 фурмы, и крана-переключател  6. Дл  улучшени  условий сжигани  ваоды топливоподвод щих трубок 3 и 4 в поток дуть  расположены под углом 90° к нему на различном рассто нии от фланда по окружности воздушной фурмы.

Фурма используетс  следующим образом,

Природный газ поступает через кран-переключатель 6 к тошшвоподвод щим трубкам 3 и 4 разного сече1ш  (0,4-1,2 и 1,2-5,0% площади выходного отверсти  воздушной фур6

мы). В зависимости от установленного расхода газа выбираетс  ;рубка нужного диаметра, обеспечивающа  проникновение струи газа в центральную зону фурменной полости. При и менении расхода газа подача его посредством крана переключаетс  на другую трубку, что обеспечивает сохранение оптимальных условий его окислени  в фурме при изменившемс  расходе.

Конструкци  предлагаемой фурмы позвол ет регулировать услови  смесеобразовани  и сжигани  вдуваемых дополнительных топлив при различных соотношени х их с дутьем и пригодна к установке на доменных печах разного объема, увеличивает равномерность распределени  продуктов горени  дополнит«ль ых топпив и горновых газов по сечению печи. Кроме того,сохран етс  простота конструкции и обслуживашг  фурм, сопротивление гаэоподвод щего тракта.

При применении предлагаемой фурмы следует ожидать сокращени  расхода кокса за счет увеличени  степени использовани  гаэо вого потока и увеличени  количества вдувземых топлив при сохранении высоких коэффициентов замены.

Фор. изобретени 

Дутьева  фурма печи, содержаща  водоохлаждаемый корпус с каналам дл  подвода дуть , фланец и тошшвоподвод идае трубки, проход щие через водоохлаждаемую полость фурмы и соединенные с каналом, отличающа с  тем, что, с цепью достижени  полноты газификащш гошгав, трубки вьтолнены с разными выходнылт сечени ми , составл ющими 0,4-1,2 и 1,2-5,0% площади выходного сечени  канала фурмы.

Источники информаци , прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 477194, кл. С 21 В 7/16, 1975.

пГ

K).-vx-w-v W -WT|.-y,-yV

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Дутьевая фурма доменной печи, содержащая водоохлаждаемый корпус с каналом для подвода дутья, фланец и топливоподводящие трубки, проходящие через водоохлаждаемую полость фурмы и соединенные с каналом, отличающаяся тем, что, с цепью достижения полноты газификации топлив, трубки выполнены с разными выходными сечениями, составляющими 0,4-1,2 и 1,2-5,0% площади выходного сечения канала фурмы.