Фурменний прилад доменної печі

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к фурменным приборам доменной печи, и может быть использовано на доменных печах, работающи х с вдуванием в горн пылеугольного топлива. Известно устройство, реализующее способ подготовки топлива к сжиганию [1], содержащее диэлектрический корпус с электродом β виде коллектора и стержней и установленный по оси корпуса патрубок с заземленным электродом, причем патрубок о зоне расположения стержней снабжен выходными соплами Данное устройство обеспечивает предварительную ионизацию части окислителя, проходящего через патрубок, смешивание его с аэросмесью при выходе через сопла и обработку смеси в высоковольтном электрическом поле. Указанное устройство не интенсифицирует сгорание пылеугольного топлива в доменной плавке, т.к. ионизированный окислитель (дутье) при высокой температуре разряжается в электропроводном фурменном приборе и рекомбинирует. Наиболее близкой к объекту изобретения по технической сущности и достигаемому результату является фурма доменной печи [2], содержащая пылепровод и установленный последовательно за ним в направлении тыльной части на расстоянии 0,4-2,2 диаметра фурмы кислородопровод. Устройство-прототип обеспечивает интенсификацию сжигания пылеугольного топлива за счет повышения локальной концентрации окислителя в районе движения струи аэросмеси. Недостатками данного устройства являются снижение прочности и усложнение конструкций фурменного прибора, вызванные вводом дополнительного патрубка. Усложнение касается как изготовления, так и эксплуатации устройства, в частности, при замене фурмы. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования фурменного прибора доменной печи за счет обработки пылеугольного топлива элек трическим полем, в результате чего обеспечивается интенсификация сжигания пылеугольного топлива в фурменной зоне без снижения прочности и усложнения эксплуатации устройства. Поставленная задача решается тем, что в фурменном приборе доменной печи, содержащем пылепровод, в последнем вдоль его оси расположен электрод, причем разность квадратов диаметров пылепровода и электрода составляет не менее 90% квадрата диаметра пылепровода. Ограничение диаметра электрода, расположенного в центре пылепровода, обусловлено уменьшением живого сечения последнего и возрастанием гидравлического сопротивления, вызывающего нарушения режима пневмотранспорта и равномерности во времени подачи пылеугольного топлива в печь. Экспериментально установлено, что минимальным значением отношения разности квадратов диаметра пылепровода и электрода к квадрату диаметра пылепровода, при котором возможно нормальное транспортирование аэросмеси пылеугольного топлива, является величина 0,9. При уменьшении значения данного параметра начинается залегание пыли, что приводит к периодическим пульсациям поступающего в печь топлива, забиванию пылепрубопровода из-за образования "пробок" и к прекращению движения аэросмеси. Верхний предел указанного параметра может быть сколь угодно большим. Его выбор определяется абразивной стойкостью материала электрода и приемлемым сроком службы устройства. Конструкция предлагаемого фурменного прибора представлена на чертежах, где на фиг.1 показан фурменный прибор, в котором пылепровод с закрепленным в нем электродом введен через тело фурмы; на фиг.2 - узлы закрепления электрода и диэлектрических вставках; на фиг.3 - фурменный прибор, в котором пылепровод с находящимся в нем электродом соединен с . каналом прибора через сопло. В пылелроводе 1 вдоль его оси размещен электрод 2, представляющий собой остальную проволоку круглого сечения; разность квадратов диаметров пылепровода d 1 м электрода d2 (фиг.2) составляет 90% или более от квадрата диаметра пылепровода. Электрод 2 закреплен в диэлектрических вставках 3, изготовленных из эбонита, гети-накса, керамики или другого материала. Фурменный прибор доменной печи работает следующим образом. Движущаяся по пылепроводу 1 аэросмесь попадает в область, в которой расположен электрод 2, соединенный с положительным полюсом источника постоянного напряжения. Заземленный пылепровод 1 является отрицательным электродом. Частицы пылеугольного топлива, двигаясь между электродом 2 и стенками пылепровода 1, попадают в зону действия электрического поля. При этом происходит поляризация адсорбированных молекул кислорода, что приводит к более прочному закреплению их на поверхности углеродистых частиц, т.к. физическая адсорбация сменяется хемисорбцией и ускоряет реакцию взаимодействия углерода частиц пыли с кислородом в период горения. Кроме того, происходит десорбция атомов и молекул азота с поверхности угольных частиц, что также активизирует их перед началом реакции горения. Таким образом, обработка пылеугольного топлива постоянным электрическим полем перед выходом его во вн утреннюю полость фурменного прибора интенсифицирует процесс сжигания угольной пыли в окислительной зоне доменной печи. Было опробовано устройство с различным соотношением диаметров электрода и пылепровода. Анализ результатов экспериментов, приведенных в таблице, показал, что при значениях исследуемого параметра 90% и выше обеспечивается удовлетворительное транспортирование аэросмеси пылеугольного топлива, чем достигается равномерная подача его во времени в сжигательную камеру (фурменную зону). При уменьшении указанной величины до 85% транспортирование пылеугольного топлива сопровождается периодическими пульсациями, нарушениями ритмичности его подачи. При дальнейшем снижении данной величины происходит залегание угольной пыли в пылепроводе, что приводит к его забиванию и прекращению транспорта топлива. Лабораторные опыты показали, что при введении в пылепровод электрод, степень сгорания пылеугольного топлива в зависимости от напряженности электрического поля возрастает на 5-40%, что позволяет увеличить его расход и коэффициент замены им кокса. В расчете будем учитывать эффект только от повышения коэффициента замены. В настоящее время на Донецком метза-воде вдувается 70 кг/т чугуна пылеугольного топлива, коэффициент замены им кокса составляет 0,8. Повышение степени сгорания на 5-40% пропорционально увеличит коэффициент замены, величина которого составит 0,84-1,12. В результате удельный расход кокса снизится на 70х(0,84-1,12) - 70x0,8 -=2,8 + 22,4 кг/т чугуна.