Пальник для запалювального горна агломераційної машини

Пальник для запалювального горна агломераційної машини, що містить корпус з циліндричною насадкою і концентричну відносно насадки циліндричну трубу з конусним наконечником, що звужується до торця пальника, із закритим торцем і з отворами для подання газу, і конусну обичайку, що звужується до торця пальника під кутом 10 36 , який відрізняється тим, що в стінці конусного наконечника між отворами для подання газу виконані спрямовані до вершини конуса канали, при цьому відношення площі поперечних перерізів каналів і площі кільцевого каналу між конусним наконечником і конусною обичайкою в площині осей отворів для подання газу становить (0,25 10) : 10 . , , Корисна модель відноситься до агломераційного виробництва металургійної промисловості, а конкретно, до конструкції пальників для запалювальних горнів агломераційних машин. На більшості запалювальних горнів аглофабрик Радянського Союзу застосовувалися пальники типу ГНП, що розташовувалися в бічних стінках горнів і встановлювалися горизонтально. У пальниках вироблялося попереднє змішання газу й повітря шляхом установлення завихрювача на повітряному шляху. Однак, факел мав велику довжину, інтенсивність змішання компонентів і горіння газу була низькою, горіння газу розтягнуте по площі горна, а температура горіння була низькою щодо процесу агломерації. Наприклад, довжина факела пальника типу ГНП-9 продуктивністю 180÷230м3/год становила 2,27÷2,70м [Гусовский В.Л., Лифшиц А.Е., Тымчак В.М. Сожигательные устройства нагревательных и термических печей. М. Металлургия. 1981, с.47]. Відомий пальник для запалюваного горна агломераційної машини, що містить корпус із циліндричним насадом і встановлену концентрично відносно насадка центральну трубу з конусним, що звужується до торця пальника, наконечником із закритим торцем і з отворами для подання газу, а також конусну обичайку, яка звужується до торця пальника під кутом 10÷36°. Газовий потік за допомогою цього пальника подається в супутньому потоці повітря, для чого повітряний потік перед витіканням з пальника поділяється на дві частини, більша з яких використовується для спалювання газу, а менша для створення супутнього потоку [Патент України №30307 А, МПК F27B21/08]. Цей пальник найбільш близький до технічного рішення, що заявляється, по сукупності суттєвих ознак, а тому прийнятий за найближчий аналог. Вадою цього пальника є те, що весь повітряний потік, використовуваний для спалювання газу, подається в кільцевий канал між конусним наконечником і конусною обичайкою, у який також подається газ, тобто повітряний потік для газових струменів є таким поперечним потоком, що їх інтенсивно відносить. Він також зменшує кінетичну енергію газових струменів при ударі в поверхню конусної обичайки й рівномірність розтікання газу по поверхні обичайки. При взаємодії газових струменів з повітряним потоком і з поверхнею обичайки відбувається попереднє змішання газу й повітря, це грубе змішання. У цілому газоповітряна суміш для горіння не підготовлена. Однак, унаслідок нерівномірного розподілу газу по поверхні (19) UA (11) 13240 (13) U (21) u200509631 (22) 13.10.2005 (24) 15.03.2006 (46) 15.03.2006, Бюл. № 3, 2006 р. (72) Туник Олег Анатолійович, Антонов Веніамін Васильович, Сокуренко Анатолій Валентинович, Шеремет Володимир Олександрович, Романенко Володимир Ілліч, Козенко Георгій Володимирович, Кекух Анатолій Володимирович, Брехунов Олександр Васильович (73) Туник Олег Анатолійович, Антонов Веніамін Васильович, Сокуренко Анатолій Валентинович, Шеремет Володимир Олександрович, Романенко Володимир Ілліч, Козенко Георгій Володимирович, Кекух Анатолій Володимирович, Брехунов Олександр Васильович 3 13240 4 обичайки створюються об'єми газоповітряної супотік. Тому границя запалення зміщується на певну відстань від горна пальника. міші з коефіцієнтом витрати повітря як більше, У вихідному перерізі пальника створюються так і менше одиниці, а також об'єм із 1,0. Газотри потоки з різними швидкостями. У центрі - осеповітряна суміш в об'ємах з 1,0 займається усесиметричний повітряний струмінь, утворений редині пальникових тунелів, далі по ходу руху відструменями з каналів у бічній стінці газового сопбувається запалення газу у всьому об'ємі факела, ла. Цей струмінь має максимальну швидкість. У відбувається одночасно тонке змішання газу й середній частині - кільцевий газоповітряний струповітря та горіння газу. Зона горіння виявляється мінь. Швидкість цього струменя за рахунок утрат розтягнутою, значна частина теплоти, що виділишвидкісного (газодинамічного) напору при взаємолася при горінні газу, розсіюється в робочому продії газових струменів із повітряним потоком, зміни сторі горна, унаслідок чого збільшується витрата напряму руху й ін. менше, ніж центрального повітгазу на запалювання. ряного струменя. І, нарешті, третій кільцевий пеВ основу корисної моделі поставлена задача риферійний струмінь із мінімальною швидкістю удосконалення пальника для запалювального горсупутній потік повітря. За рахунок більш рівномірна агломераційної машини за рахунок поліпшення ного розподілу газу по внутрішній поверхні обиорганізації спалювання газу, а саме, зменшення чайки газоповітряний потік має більш однорідну виділення теплоти при виході з пальникового туструктуру, змішання цього потоку з центральним нелю і збільшення виділення теплоти над поверхповітряним, а так само зі супутним потоком відбунею і на поверхні шихти й концентрації підведення вається ідентично у всьому об'ємі факела. У ретеплоти до одиниці поверхні шихти. зультаті границя запалення газу зміщається від Поставлена задача вирішується завдяки тому, вихідного перерізу пальника до вихідного перерізу що в пальнику для запалювального горна агломепальникового тунелю, остаточне змішання газу і раційної машини, який містить корпус із циліндриповітря і горіння газу відбувається при ударі факечним насадком, концентричну відносно насадка ла в поверхню шихти, унаслідок чого збільшується циліндричну трубу з конусним наконечником, який інтенсивність горіння, у цій частині факелу розвизвужується до торця пальника, має закритий товається максимальна температура, при цьому рець і отвори для подання газу. В стінці конусного зростає швидкість нагрівання й температура повенаконечника між отворами для подання газу викорхні шихти. нані спрямовані до вершини конуса канали, при Суттєвими ознаками запропонованого технічцьому відношення площі поперечних перерізі каного рішення є такі. налів і площі кільцевого каналу між конусним наОзнаки, що збігаються з суттєвими ознаками конечником і конусною обичайкою в площині осей найближчого аналогу - пальник містить корпус із отворів для подання газу становить (0,25÷1,0):1,0. циліндричним насадком і концентричну відносно Пальник має також конусну обичайку, яка звужунасадка циліндричну трубу з конусним наконечниється до торця пальника під кутом 10÷36°. ком, що звужується до торця пальника, із закритим При цьому змінюються процеси змішання газу торцем і з отворами для подання газу, а також і повітря та горіння газу. Витрата повітря на горінконусну обичайку, що звужується до торця пальня встановлюється близькою до стехіометричної ника під кутом 10÷36°. для даного газу. Швидкість витікання газу в пальВідмітні від найближчого аналогу ознаки - у никах цього типу вище швидкості повітря. Повітря, стінці конусного наконечника між отворами для що проходить по каналах у газовому наконечнику, подання газу виконані спрямовані до вершини коне контактує з газовими струменями і витікає з нуса канали, при цьому відношення площі поперебільш високою швидкістю в порівнянні зі швидкісчних перерізів каналів і площі кільцевого каналу тю витікання потоку повітря, що пройшло між газоміж конусним наконечником і конусною обичайкою вими струменями. Газові струмені піддаються в площині осей отворів для подання газу становпливові поперечного повітряного потоку, що рувить (0,25÷1,0):1,0. хається з меншою швидкістю, унаслідок чого кінеОсновними елементами, що обумовлюють потична енергія газових струменів при ударі в поверзитивний технічний результат, є конусний наконехню обичайки й рівномірність розтікання газу по чник, що звужується до торця пальника, із закриповерхні обичайки вище. Газові струмені на поветим торцем і з отворами для подання газу в бічній рхні обичайки розтікаються й зливаються в спільстінці і зі спрямованими до вершини конуса кананий кільцевий струмінь, товщина якого по перимелами розташованими між отворами для подання тру обичайки приблизно однакова. Швидкість газу газу в конусній частині наконечника, а також конув пристінній області обичайки залишається вище сна обичайка, що звужується до торця пальника швидкості повітря, однак, після витікання з обипід кутом 10÷36°. чайки швидкості газу й повітря вирівнюються. Газ і У кільцевий канал між конусним наконечником повітря при витіканні з обичайки не змішані в співі конусною обичайкою вводиться повітря в кількосвідношенні, необхідному для горіння, тому запаті, що відповідає стехіометричному для даного лення газу при цьому не відбувається. Із зовнішгазу. Однак, частина повітря з кільцевого потоку нього боку газового потоку рухається супутній виводиться в канали, виконані в кінцевій частині потік повітря, що перешкоджає проникненню до наконечника між отворами для подання газу, з газоповітряного потоку високотемпературних газів метою зменшення витрати повітря, взаємодіючого робочого простору горна. Повітряний потік, утвоз газовими струменями. Відношення площі поперений струменями з каналів у стінці газового сопречних перерізів каналів і площі кільцевого каналу ла, утягує (ежектує) у ядро факела газоповітряний між конусним наконечником і конусною обичайкою 5 13240 6 в площині осей отворів для подання газу визначає 5 для подання газу виконані канали 7, спрямовані яка кількість повітря вводиться в центральну часдо вершини конуса. тину факела і яка надходить на змішання з газоПристрій працює в такий спосіб. вими струменями й формування кільцевого газоГаз подають через центральну трубу 3, витівого струменя. кання газу в повітряний потік відбувається через Суть корисної моделі полягає в тому, що газ і отвори 5 під кутом до поверхні обичайки 6. Повітря повітря для горіння вводяться в супутньому потоці подають через кільцевий канал між циліндричним повітря, причому витрату повітря для горіння насадком 2 і центральною трубою 3. За допомогою встановлюють близькою до стехіометричної. На конусної обичайки повітряний потік поділяється на змішання з газом уводять тільки частину подавадва кільцевих потоки, повітря, що надходить у кіного на горіння повітря, а частину повітря вводять льцевий канал між конусним наконечником 4 і коу центральну частину факела без взаємодії з газонусною обичайкою 6, використовується для спавими струменями. При цьому зменшується перелювання газу. Повітря, що надходить у канал між ношувальний ефект повітряного потоку на газові циліндричним насадком 2 і обичайкою 6, викорисструмені, що унаслідок цього мають більшою кінетовується для створення супутнього потоку. Частичною енергією в момент удару в поверхню обитина повітря, подаваного для спалювання газу з чайки. Газові струмені при розтіканні по поверхні кільцевого каналу, приділяється в канали 7, розобичайки утворять єдиний кільцевий струмінь із ташовані в бічній стінці газового наконечника, при більш рівномірним розподілом швидкості по окруцьому швидкість повітря в кільцевому каналі змежності поверхневого перерізу обичайки. Товщина ншується, зменшується й переношувальний ефект газового потоку на поверхні обичайки становить повітряного потоку на газові струмені, унаслідок декілька мм. При цьому одночасно відбувається чого збільшується кінетична енергія газових струзмішання газу з повітрям і з вихідного перерізу менів при ударі в поверхню обичайки. Тому поліпобичайки витікає газоповітряний потік, у якому газ і шується рівномірність розподілу концентрації й повітря змішані грубо, тому запалення газу на вишвидкості газу в пристінному шарі по окружності ході з пальника не відбувається. Потік, що витікає поперечного перерізу обичайки. У результаті цього з пальника, включає три потоки з різними швидкозбільшується швидкість витікання газоповітряної стями і з різними концентраціями компонентів. У суміші з вихідного перерізу обичайки, частина гаядрі це переважно повітря. Швидкість у ядрі факезоповітряного потоку втягується в ядро факела ла максимальна. У кільцевій зоні навколо ядра повітряним потоком, створеним струменями з касуміш газу й повітря. Швидкість цього потоку менналів у бічній стінці наконечника, запалення газу ше, ніж у ядрі. У кільцевій зоні навколо газоповітзміщається до вихідного перерізу пальникового ряного потоку - повітря супутнього потоку з мініматунелю, а горіння газу до поверхні шихти, причому льною швидкістю. Відмінною рисою цього потоку є горіння унаслідок великої питомої площі контакту велика питома площа контакту газу й повітря. Пісгазу і повітря відбувається з високою інтенсивнісля витікання з пальника відбувається тонке змітю в об'ємі обмежених розмірів і, як наслідок, із шання газу й повітря. Частина газоповітряного більш високою температурою в цій частині факепотоку втягується в ядро факела за рахунок більш ла. Унаслідок цього зменшується витрата газу на високої швидкості центрального повітряного струзапалювання і поліпшується якість агломерату. меня. Змішання газу й повітря відбувається в Канали в бічній стінці конусного наконечника об'ємі обмежених розмірів. У цій зоні факела розне повинні створювати значного гідравлічного вивається максимальна температура. Пальники в опору повітряним потокам. Тому в подовжніх наробочому просторі горна орієнтують таким чином, прямках канали повинні бути прямолінійними, у щоб зона з максимальною температурою розтапоперечному напрямку - із мінімальним відношеншовувалася над і на поверхні шихти. Така органіням периметра до одиниці площі поперечного пезація спалювання газу дозволяє змістити зону зарерізу, тобто профіль поперечного переріза попалення газу до вихідного перерізу пальникового винний мати форму квадрата або прямокутника, тунелю, а горіння газу до поверхні шихти, завдяки частини кола, овалу і т.п. чому зменшуються втрати теплоти від факела в Відношення площі поперечного перерізу канаробочому просторі горна і збільшується ступінь лів і площі кільцевого каналу між кінцевим наконевикористання теплоти палаючого факела для начником і конусною обичайкою в площині осей грівання шихти. отворів для подання газу визначається з того, яку Суть корисної моделі пояснюється кресленнячастину повітря необхідно відвести з потоку повітми. На Фіг.1 показаний поздовжній розріз головної ря подаваного для спалювання газу. Оптимальна частини пальника в площині осей каналів у стінці величина цього відношення (0,33÷0,55):1,0, при конусного наконечника, причому в розрізі конусний цьому в канали приділяється 25÷35% від подаванаконечник показаний частково - зона, що приляного на спалювання газу. Зменшення цього відногає до каналів. На Фіг.2 зображений розріз конусшення менш 0,25:1,0 недоцільно, тому що при ного наконечника в площині осей отворів для поцьому в канали приділяється менш 20% подаванодання газу. го на горіння повітря й істотного впливу на співвідПальник містить корпус 1 з циліндричним наношення динамічних параметрів газу й повітря це садком 2, центральну трубу 3 із конусним наконене зробить. Менша величина відносини може мати чником 4 з отворами 5 для подання газу, конусну місце при використанні газу з теплотою згоряння обичайку 6, що звужується до торця пальника. У 2700÷3300ккал/м3, наприклад, суміші природного і бічній стінці конусного наконечника 4 між отворами доменного газів, коли витрата повітря для спалювання 1м3 газу становить 3,0÷3,5м3. Збільшення 7 13240 8 цього відношення більш 1,0:1,0 недоцільно, тому 120мм, внутрішній діаметр дорівнює 90мм. У бічній що в канали буде приділятися більше подаваного стінці конусного наконечника між отворами для на горіння повітря, унаслідок чого вміст кисню в подання газу виконано чотири спрямованих до газоповітряній суміші при попередньому змішанні вершини конуса канали. Поперечний переріз кагазу і повітря буде недостатнім для організації налу прямокутний з округленими кутами - по проінтенсивного горіння газу на поверхні шихти. Вефілю частини ріжучої дискової фрези. Ширина личина відношення рівна (0,7÷0,9):1,0 може мати каналу дорівнює 20мм. У канали приділяється 30% місце при низькому тиску газу, коли не можуть повітря, подаваного на горіння. Відношення площі бути досягнуті необхідні значення швидкості витіпоперечних перерізів каналів і площі кільцевого кання газу, а так само при використанні висококаканалу між конусним наконечником і конусною лорійного газу, наприклад, природного з теплотою обичайкою в площині осей отворів для подання згоряння 8000ккал/м3,коли витрата повітря для газу становить 0,43:1,00. спалювання 1м3 газу становить 9,2÷10,0м3. Відвід 30% повітря в канали приводить до Здійснення запропонованої корисної моделі зменшення швидкості повітря в кільцевому каналі і приводиться на прикладі пальника запалювальнозменшенню переношувального ефекту на газові го горна аглоцеха №2 Новокриворізького гірничострумені, унаслідок чого збільшується динамічний збагачувального комбінату. Пальники модернізонапір газових струменів при ударі в поверхню обивані відповідно до запропонованої корисної модечайки, поліпшується розподіл газу по поверхні лі. Використовується паливосуміш природного і обичайки і якість попереднього змішання. Газоподоменного газів із теплотою згоряння вітряна суміш стає більш однорідною, запалення 2700÷3300ккал/м3. Продуктивність пальника (по зміщається до вихідного перерізу пальникового газу) 200м3/година, витрата повітря на пальник тунелю. Горіння газу в значній мірі зміщається в 700м3/година. Внутрішній діаметр циліндричного ядро факела, де завершується змішання з повітнасадка 143мм. Конусний наконечник містить чорям, що вводиться через канали, тому горіння газу тири отвори діаметром 18мм. Кут при вершині ков значній мірі відбувається безпосередньо на понуса наконечника дорівнює 60°. Внутрішній діаверхні шихти. У результаті збільшується кількість метр конусної обичайки на вході 128мм, на виході теплоти, яка надходить до поверхні шихти в зоні 110мм. Зовнішній діаметр кільцевого каналу між запалювання й температура поверхні і, як насліконусним наконечником і конусною обичайкою в док, витрата газу на запалювання зменшується на площині осей отворів для подання газу становить 10%. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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