RU28120U1

RU28120U1 - Дутьевая фурма доменной печи

Info

Publication number: RU28120U1
Application number: RU2002115930/20U
Authority: RU
Inventors: В.Д. Меньщиков; Ю.В. Бородин; Г.И. Урбанович; Е.Г. Урбанович; В.Г. Ананьевский; В.И. Плешков
Original assignee: Открытое акционерное общество Липецкий металлургический завод "Свободный сокол"
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2003-03-10

Description

ШШПШПИПП- -: ™ с 21 в 7/16

2002115930

Дутьевая фурма доменной печи

Полезная модель относится к черной металлургии, а именно к оборудованию для подачи горячего дутья и природного газа в доменную печь.

Известна фурма доменной печи, содержащая корпус из соединенных между собой внутреннего и наружного стаканов, патрубков подвода воды и газа, элементов-резонаторов, встроенных под углом 45-90° к продольной оси фурмы во внутренний канал по его периметру и выполненными в виде патрубков, причем открытый конец патрубков выходит в канал фурмы, а глухой его конец расположен в водоохлаждаемой полости, см. 1 .

Наиболее близким устройством является дутьевая фурма доменной печи, включающая патрубки подвода воды и дополнительного топлива, фланец, наружный конический и внутренний цилиндрический стаканы, рыльную часть с цилиндрическим дутьевым каналом глубиной 0,2-0,5 его диаметра, причем в рыльной части со стороны внутреннего стакана выполнена цилиндрическая выборка и поверхность внутреннего стакана служит продолжением цилиндрической поверхности выборки рыльной части, а выборка рыльной части и внутренний стакан на всю их глубину снабжены слоем теплоизоляционной огнеупорной футеровки, выполненной в виде цилиндрической трубы, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру фланца, а внутренний диаметр равен диаметру цилиндрического дутьевого канала рыльной части, при этом в футеровке выполнено сквозное отверстие для ввода через патрубок топливной добавки в дутьевой канал. Кроме того, слой футеровки со стороны дутьевого канала покрыт слоем алюмохромофосфатной связки, см 2 , принят за прототип.

Недостатком прототипа, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, является то, что конструкция ввода газа в дутьевой канал в виде коленообразного патрубка не обеспечивает хорошего перемешивания газа с дутьем и сгорания в фурме.

В основу технического решения поставлена задача повышения степени смешения и полноты сгорания природного газа в пределах фурмы и фурменного очага.

Поставленная задача достигается за счет того, что в известной 2 дутьевой фурме доменной печи в полости патрубка дополнительного топлива у выходного отверстия в дутьевой канал по диаметру патрубка перпендикулярно его продольной оси размещен стальной цилиндрический стержень.

Другой особенностью фурмы является то, что диаметр цилиндрического стержня определяется по формуле:

dc-0,00134wdn

где dc-диаметр стержня, м;

W - скорость газа в патрубке дополнительного топлива перед стержнем, м/сек;

Кроме того, особенностью является то, что продольная ось цилиндрического стержня, имеющего диаметр dc, размещена в полости патрубка на расстоянии dc/2 от плоскости его выходного отверстия.

При обтекании газом цилиндра, размещенного в камере перпендикулярно потоку газа, возникает вихревая дорожка в направлении движения потока. Асимметричность развития и периодичность срыва вихрей с каждой стороны цилиндра вызывают пульсации в направлении, перпендикулярном направлению потока. Между частотой f колебаний в потоке газа после обтекания цилиндра с диаметром d и скоростью w газа существует зависимость: где f - частота, Гц;

W - скорость газа, м/сек; d - диаметр цилиндра, м;

Sh - число Струхаля (в расчетах рекомендуется принимать Sh 0,28). Частота v собственных колебаний камеры равна, Гц: где с - скорость звука в газе, м/сек;

L - щирина камеры, м.

При f V возможна вибрация камеры и f должно быть меньше v (см. П.М. Лемех, В.А. Гордин «Высокотемпературный нагрев в черной металлургии. М.:Металлургия. - 1963. - с.334).

Применительно к патрубку дополнительного топлива дутьевой фурмы доменной печи, приняв допустимую частоту f 0,97v из (1), (2), можно записать:

dc 0,28w/f(3), ,97xc/2dn(4)

где в (4) с YkRT- скорость звука в метане, принимая, в природном газе метана более 95%.

При k 1,3, R 519,9 Дж/кг град., Т - 273°К, с 432,1 м/сек

dc - 0,28w/(0,97x432,l/2dn) 0,00134w dn (5)

Цилиндрический стержень диаметра dc должен обеспечивать в природном газе колебания с частотой f более 3000 Гц: при таких условиях акустическое поле оказывает интенсивное воздействие на природный газ, сжигаемый в цилиндрической водоохлаждаемой камере, футерованной внутри слоем шамота.

Размещение стального цилиндрического стержня у выходного отверстия патрубка дополнительного топлива на расстоянии dc/2 от плоскости выходного отверстия выбрано, чтобы гашение колебаний газа в полости патрубка было минимальным.

Па фиг. 1 изображена фурма, продольный разрез;

Па фиг. 2 - патрубок дополнительного топлива, продольный разрез;

Па фиг. 3. - вид А.

Фурма состоит из фланца 1, наружного конического стакана 2, рыльной части 3 с цилиндрической поверхностью 5, продолжением которой служит внутренняя поверхность бвнутреннего цилиндрического стакана 7, патрубка 8 подвода воды, патрубка 9 дополнительного топлива со стальным цилиндрическим стержнем 10, слоя 11 огнеупорной футеровки со сквозным отверстием 12 в слое 11.

f Shxw/d (1)

V-C/2L (2)

Ось 13 цилиндрического стержня размещена на расстоянии dc/2 от плоскости 14 выходного отверстия патрубка 9.

Устройство работает следующим образом. Дутьевая фурма устанавливается в фурменный прибор доменной печи, подключается к системам подачи воды, природного газа, дутья. При подаче горячего дутья и природного газа в печь при обтекании природным газом стального цилиндрического стержня, размещенного в полости патрубка дополнительного топлива, возникают акустические колебания частотой более 3000 Гц, интенсифицирующие горение природного газа. В результате снижается степень пиролиза природного газа в печи, повыщается степень использования природного газа, что с одновременным сокращением потерь тепла с охлаждающей водой футеровкой снижает расход кокса.

М)

Литературные источники, использованные при составлении описания полезной модели:

1Авторское свидетельство СССР № 517638, С21 В 7/16, 1976.

2Патент РФ № 2138559, С21 В 7/16, 1999.

Claims

1. Дутьевая фурма доменной печи, включающая фланец, наружный конический и внутренний цилиндрический стаканы, патрубок подвода воды, рыльчатую часть с цилиндрической выборкой, поверхность которой является продолжением поверхности внутреннего цилиндрического стакана с образованием цилиндрического дутьевого канала, при этом поверхности цилиндрической выборки и цилиндрического стакана защищены слоем огнеупорной футеровки, в котором выполнено сквозное отверстие для ввода через патрубок дополнительного топлива в дутьевой цилиндрический канал, отличающаяся тем, что в полости патрубка дополнительного топлива у выходного отверстия в дутьевой канал по диаметру патрубка перпендикулярно его продольной оси размещен стальной цилиндрический стержень.

2. Дутьевая фурма по п.1, отличающаяся тем, что продольная ось стержня, имеющего диаметр d_c, размещена в полости патрубка на расстоянии d_c/2 от плоскости его выходного отверстия.