Дуттьова фурма доменної печі

Дутьевая фурма доменной печи, содержащая водоохлаждаемый корпус с дутьевым каналом и фланцем, узел ввода газообразных реагентов в дутьевой канал, отличающаяся тем, что нижняя кромка выходного конца патрубка подвода газообразных реагентов размещена на расстоянии 0,5-0,6 его диаметра от продольной оси дутьевого канала, а срез выходного конца патрубка выполнен под углом 70-75° к его продольной оси. С > Изобретение относится к устройствам для подачи дутья и добавок к дутью, в частности коксового, природного газа или их смеси в доменную печь. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является дутьевая фурма доменной печи, содержащая водоохлаждаемый корпус с фланцем, смесительную камеру, расположенную в кожухе с патрубком подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы, в которой для повышения эффективности доменной плавки путем более полного сжигания газообразного топлива и возможности его конверсии, снижения расхода кокса фурма снабжена патрубком подвода окислителя, соединенным со смесительной камерой, при этом вых од ное соп л о см еси тел ь но й кам е ры выполнено в виде вытянутого овала, продольная ось которого перпендикулярна оси рабочего канала фурмы на расстоянии 0,10,7 его диаметра от ее выходного торца, а продольная ось сопла расположена под углом 15-60° к оси рабочего канала фурмы [1]. Предполагается, что в этом техническом решении с помощью двух подводящих окислитель и природный газ патрубков в смесител ьн ую к аме ру , ра сп ол о же нну ю в охлаждаемом корпусе фурмы, получается смесь, из которой затем получается конвертированный газ. К недостаткам прототипа следует отнести необходимость монтирования на доменной п ечи отдельн ого коллектора для распределения окислителя по фурмам (вместе с отдельной трассой и запорной арматурой для кажд ой фурмы ), а также не учитывается смещение равновесия химических реакций (принцип Ле-Шателье), превращения углеводородов при создавшихся начальных условиях для реакций в этом устройстве - направление реакций будет в сторону получения конечных продуктов (СО2 + +НгО), а не конвертированного газа. Кроме того, не учитывается возможность загора w о со ел О 13085 мия смеси (например, при снижении расходов) газов в выходном сопле, что при образовании "грем уч ей" см еси вызывает небольшие взрывы ("хлопки"), которые разрушают смесительную камеру и фурму по 5 сварочным швам. Цель изобретения - повышение стойкости фурмы за счет полного сжигания газообразного топлива. Поставленная цель достигается тем, что 10 в дутьевой фурме доменной печи, содержа щей водоохлаждаемый корпус с дутьевым каналом и фланцем, узел ввода газообраз ных реагентов в дутьевой канал выполнен так, что нижняя кромка выходного конца 15 патрубка подвода .азообра'жых реагентов размещена на расстоянии 0,5 - 0,6 его диа метра от продольной оси фурмы, а срез вы ходного конца патрубка выполнен под углом 70 - 75° к его продольной беи. 20 На фиг. 1 представлена дутьевая фурма доменной печи с предлагаемым узлом ввода газообразных реагентов в струю дутья; на фиг. 2 - схема раскрытия струи газообразных реагентов в струе дутья с помощью рас- 25 секателя и геометрии установочных углов конца газовыводящей трубки. Дутьевая фурма доменной печи (фиг.1) содержит фланец 1 с подводящим и отводящим охладитель патрубками, водоохлаждае- 30 мый корпус 2 с дутьевым каналом 3, рыльную часть 4 и выступающий в дутьевой канал конец трубы 5 для ввода газообразных реагентов в струю дутья. Конец трубки 5 снабжен рассекателем 6, изготовленным из 35 основного материала трубки, и жестко соединен с корпусом дутьевого канала теплосьемной подставкой 7, изготовленной, например, из меди. Нижняя кромка выступающего конца 40 трубки отстоит от продольной оси фурмы на расстоянии 0,5-0,6 своего диаметра, а срез выходного конца патрубка выполнен под углом 70 - 75° к его продольной оси. 45 Предпочтительными для фурм при раздельном вдувании газов угол наклона продольной оси газовыводящего патрубка к продольной оси фурмы составляет 46 - 53°, а расстояние от верхней кромки патрубка до 50 линии торца фурмы - 0,5 - 0,55 диаметра дутьевого канала фурмы. Для исключения повреждения газовыводящего патрубка от вдавливаемого в фурму кокса во время остановок его верхняя 55 кромка по срезу отстоит на расстоянии, равном 0,5 - 0,55 диаметра дутьевого канзла; для той же цели, а также для снятия тепловых напряжений с газовыводящего патрубка устанавливается методом подгонки тепло съемная подставка, выполненная, например, из меди. Угол наклона продольной осі газовыводящего патрубка к оси фурмы составляет 46 - 53° и имеет целью исключить контакт вдуваемого газа со стенкой дутьевого канала и направить часть его в нижнюю половину сечения фурмы, не касаясь стенок канала. Установка газовыводящего патрубка на расстоянии 0,5 - 0,6 своего дцаметра от продольной оси фурмы обеспечивает внедрение струи вдуваемого газа в поток дутья на глубину, исключающую контакт газа со стенкой дутьевого канала на диаметрально противоположной стороне дутьевого канала и распределение струи газа в струе дутья так, как показано на фиг.2. В случае уменьшения расстояния от продольной оси фурмы до нижней кромки газовыводящего патрубка (меньше 0,5 диаметра патрубка) возможен контакт коксового газа с материалом стенки дутьевого канала, что вызовет эрозионный износ, а в случае увеличения расстояния на величину, большую 0,6 диаметра газовыводящего патрубка, струя вдуваемого газа занимает верхнюю часть дутьевого канала и при больших расходах газа возможен пиролиз метана, что нежелательно. Для достижения той же цели выполнен срез конца патрубка под углом 70 - 75° к его продольной оси. В случае среза под углом, меньшим 70°, при колебаниях расходов дутья и газа возможен контакт коксового газа со стенкой дутьевого канала снизу, что вызывает его эрозионный износ, а в случае среза под углом, большим 75°, возможны завихрения газа в верхнкго часть дутьевого канала, где возможен его контакт со стенкой дутьевого канала, что также вызовет его эрозионный износ. Такой подвод газа обеспечивает смешивание газа с дутьем и выброс этой смеси за пределы фурмы, где объем фурменного очага значительно больше объема дутьевого каиал а ф урм ы. Согл асно принц ипам ЛеШателье, изменение объема для реагирующих газов является изменением начальных условий реакций и вызывает смещение направления равновесия реакций в сторону образования продуктов реакции, имеющих больший объем. В этом случае создаются благоприятные условия для превращения метана в восстановительный газ по реакции JO2 -»Со где из 1,5 объема реагирующих газов образуется 3 объема газов-восстановителей за счет уменьшения реакции СН4 + 202 -* СО2 + 2Н2О + Q, 13085 6 Это теоретическое обоснование полноидущей с образованием конечных продуктов реакции СОг и НгО и с максимальным стью подтверждается результатами исслевыделением тепла на периферии горна и дований. Так, при зондировании горна через фурму с таким подводом газа на расстояни-5 для регенерации их по реакциям ях от торца фурмы по радиусу к центру 1,25; 1,5; 1,75; 2 м, содержание водорода в горновом газе увеличилось соответственно на 2,8; 3,7; в центральных зонах печи требуются затра- 4,6; 4% по сравнению с обычным подводом. ты тепла.