Фурмений прилад доменної печі

1. Фурмений прилад доменної печі, що включає закріплену на фланці кожуха печі водоохолоджувану амбразуру, розміщені в ній телескопічно фурмений холодильник і водоохолоджувану фурму, сопло, що одним торцем примикає до фурми, а іншим - до рухомого коліна газоходу, що має можливість повороту і відводу у бік від верхнього перехідного патрубка газоходу за допомогою шарнірних підвісок із клинами і притиску сопла до гнізда фурми за допомогою натяжного болта і пружини, який відрізняється тим, що він обладнаний розміщеними у ділянці примикання сопла до фурми перетворювачем кінетичної енергії струменя газопотоку в енергію акустичних коливань, виконаним у вигляді закріпленого за допомогою штифтів всередині сопла вкладиша, що має зовнішню тороїдальну порожнину - основний резонатор, а торець сопла виконаний зі стовщенням, що має внутрішню тороїдальну порожнину - вторинний резонатор. 2. Фурмений прилад за п. 1, який відрізняється тим, що вкладиш виготовлений з жаростійкої сталі, а частота звуку, що збуджується, визначається за формулою: Корисна модель належить до галузі металургії і може бути використана в доменному виробництві для інтенсифікації процесу виплавки чавуна. Відомий фурмений прилад доменної печі, що включає закріплену на фланці кожуха печі водоохолоджувальну амбразуру, розміщені в ній телескопічно фурмений холодильник і водоохолоджувану фурму, сопло, що одним торцем примикає до фурми, а іншим до рухомого коліна газоходу, що має можливість повороту і відводу убік від верхнього перехідного патрубка газоходу за допомогою шарнірних підвісок із клинами і притиску сопла до гнізда фурми за допомогою натяжного болта і пружини [див. Е.Ф. Вегман и др. Металлургия чугуна. - М.: «Металлургия», 1978г.]. Поряд з тим, що цей фурмений прилад виконує своє пряме призначення, тобто подає в доменну піч гаряче дуття (повітря, природний газ) для підтримки процесу окислювання (горіння) вуглецю коксу і складових частин чавуна в горні доменної печі, він має один істотний недолік зв'язаний з тим, що сам прилад не дозволяє впливати на режим горіння, а, саме, інтенсифікувати його тепломасообмінні процеси і в остаточному підсумку прискорити процес виплавки чавуна. Задача, що стоїть перед авторами, полягає в створенні такого фурменого приладу, який би дозволив інтенсифікувати процеси тепло- і масообміну шляхом прискорення вихороутворення в зонах циркуляції шматків коксу (окисних зонах у фурм доменної печі), а отже інтенсифікувати і процес протікання турбулентного горіння вуглецю коксу завдяки прискоренню дифузії окисних газів у зону горіння, що в підсумку призведе до підвищення продуктивності доменної печі завдяки скороченню часу плавки. Поставлена задача вирішується тим, що фурмений прилад доменної печі, що включає закріплену на фланці кожуха печі водоохолоджувану амбразуру, розміщені в ній телескопічне фурмений холодильник і водоохолоджувану фурму, сопло, що одним торцем примикає до фурми, а іншим до рухомого коліна газоходу, що має можливість повороту і відводу убік від верхнього перехідного f A d D d , d (19) UA (11) 13647 (13) U де: f - частота звукових коливань, Гц; A - швидкість газопотоку, см/с; D - середній діаметр тороїду, см; d - діаметр утворювального кола тороїду, см. 3 13647 4 патрубка газоходу за допомогою шарнірних підвіфурмою 5 і рухомим коліном 7, а останнє з нерусок із клинами і притиску сопла до гнізда фурми за хомим коліном 11, сполучаються шліфованими допомогою натяжного болта і пружини, відповідно кульовими заточками (гніздами) для забезпечення до корисної моделі, обладнаний розміщеними у герметичності при змінах взаємного розташування районі примикання сопла до фурми перетворювадеталей фурменого приладу і кільцевої труби гачем кінетичної енергії струменя газопотоку в енеррячого дуття від можливих переміщень, зв'язаних гію акустичних коливань, виконаним у вигляді, заз термічними напругами. У районі примикання сокріпленого за допомогою штифтів всередині сопла пла 6 до фурми 5 встановлений і закріплений за вкладиша, що має зовнішню тороїдальну порождопомогою штифтів 16, виконаний з жаростійкої нину - основний резонатор, а торець сопла викосталі, вкладиш 17, що має зовнішню тороїдальну наний зі стовщенням, що має внутрішню тороїдапорожнину 18, а торець сопла 6 виконаний зі стольну порожнину - вторинний резонатор. вщенням 19 і має внутрішню тороїдальну порожЗастосування пристрою, що перетворює кіненину 20. тичну енергію струменя газопотоку в енергію акусРобота здійснюється таким чином. тичних коливань, що потрапляючи в зону у фурми Після установки сопла 6 з розміщеним у ньому доменної печі інтенсифікують вихорутворення в вкладишем 17 між фурмою 5 і рухомим коліном цій, так називаній, окисній зоні, а завдяки прискогазоходу 7, останнє закріплюють за допомогою ренню дифузії окисних газів у зону горіння інтенвідкидного натяжного болта 14 і пружини 15 і фіксифікуються тепло- і масообмінні процеси шляхом сують клинами 13. Включивши охолодження амбприскорення турбулентного горіння вуглецю коксу, разури 3, фурменого холодильника 4 і фурми 5, з що, в остаточному підсумку, значно прискорює кільцевого повітропроводу через патрубки 7 і 11, процес виплавки чавуна і підвищує продуктивність сопло 6 і фурму 5 подають дуття в робочий просдоменної печі. тір печі. При проходженні струменя газопотоку Крім того, вкладиш у фурменому приладі вигочерез резонуючі порожнини 18 і 20 виникають ультовлений з жаростійкої сталі, а частота звуку, що тразвукові коливання, тобто перетворюється кінезбуджується, визначається за формулою: тична енергія струменя в енергію акустичних коливань, що і попадають у зону горіння. A D d f , У просторі перед фурмою печі, у якому відбуd d вається окислювання вуглецю коксу киснем дуття і де f - частота звукових коливань, Гц; СО2, у так називаній окисній зоні 21, спостерігаА - швидкість газопотоку, см/с; ється циркуляція шматків коксу у вихровому русі D - середній діаметр тороїда, см; газів 22. Шматки коксу переносяться потоками d - діаметр утворюючого кола тороїда, см. повітря від фурм, а на їхнє місце попадають розСутність винаходу пояснюється кресленнями, печені інші шматки коксу і тут згоряють. При цьому де зображено: відбуваються хімічні перетворення, що швидко на Фіг.1 - фурмений прилад у зборі; протікають, з виділенням великої кількості тепла, на Фіг.2 - вид А згідно Фіг.1; що супроводжуються тепло- і масообмінними прона Фіг.3 - схема циркуляції коксу у фурми доцесами, що, як відомо, прискорюються в ультразменної печі. вуковому полі. Фурмений прилад доменної печі складається з Таким чином, наявність акустичних коливань у закріпленої на фланці 1 кожуха печі 2 водоохолозоні горіння коксу інтенсифікує процеси тепло- і джуваной амбразури 3 із вставленими в ній телесмасообміну шляхом прискорення вихрової циркукопічне фурменого холодильника 4 і водоохололяції шматків коксу в окисній зоні, а, отже, прискоджуваной, що виступає в робочий простір доменої рюється і процес протікання турбулентного горіння печі, фурми 5, а також сопла 6, що передає дуття з вуглецю коксу завдяки інтенсифікації дифузії окисрухомого фурменого коліна 7 у фурму 5. Рухоме них газів у зону горіння, що значно прискорює проколіно 7 з патрубком 8 і доглядалкою 9, для споцес виплавки чавуна і підвищує продуктивність стереження за роботою, має можливість повороту доменної печі. навколо осі 10 і відводу убік від з'єднаного з кільВикористання запропонованого фурменого цевою трубою гарячого дуття верхнього нерухомоприладу дозволить одержати великий економічний го коліна 11 і постачено хомутом із шарнірними ефект. підвісками 12, що закріплюють їх клинами 13, і натяжним болтом 14 із пружиною 15. Сопло 6 з 5 Комп’ютерна верстка М. Мацело 13647 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601