Дуттьова фурма доменної печі

1. Дуттьова фурма доменної печі, що включає водоохолоджувальний корпус, виконаний у вигляді двох коаксіальнo розташованих конічних стаканів, жорстко з'єднаних з мідною литою рильною частиною, яка відрізняє ться тим, що порожнина фурми, утворена внутрішніми поверхнями рильної частини і внутрішнього стакана, оснащена лопатями, виконаними у вигляді тонких пластин обтічної форми і розташованими по гвинтовій лінії рів 3 24563 ся низькошвидкісним пристінним потоком повітря, потрапляючи в дрібномасштабні вихроутворення на стінках, що на ви ході із сопла формують місцеву високотемпературну вихрову область на периферії фурменої зони печі, що приводить до інтенсивного перегріву конструкцій кладки, холодильників, фурм. Тим самим, стає більш жорстким температурний режим у системі охолодження, відбувається вихід з ладу футерівки, холодильників, фурм, перегрів і руйнування кожуха печі. В основу корисної моделі поставлена задача якісної зміни динаміки струменя з метою підвищення його далекобійності, збереження монолітності на максимально можливій відстані від сопла, а також зменшення товщини примежового шару. Поставлена задача вирішується тим, що в дуттьовій фурмі доменної печі, що включає водоохолоджувальний корпус, виконаний у вигляді двох коаксіально розташованих конічних стаканів, жорстко з'єднаних з мідною литою рильною частиною, відповідно до корисної моделі, порожнина фурми, утворена внутрішніми поверхнями рильної частини і внутрішнього стакана, оснащена лопатями, виконаними у вигляді тонких пластин обтічної форми і розташованими по гвинтовій лінії рівномірно по окружності з гострим кутом підйому, причому лопаті мають перемінну висоту. Пластини розташовані по окружності з кроком від p/12 до p/4. При цьому лопаті утворюють між собою канали, що рівномірно звужуються до виходу з порожнини фурми. Товщина лопаті може складати 5-6мм, а висота лопаті змінюватися від 0мм у місці з'єднання з насадкою до 10-30мм на виході з порожнини фурми. Крім того, пластини можуть бути розташовані по гвинтовій лінії з кутом підйому від 45 до 65°. Більш детально сутність корисної моделі пояснюється на кресленнях, де зображено: на Фіг.1 – крива розподілу швидкостей повітряного потоку в перетині на виході відомої фурми; на Фіг.2 - крива розподілу швидкостей повітряного потоку в перетині на виході фурми, що заявляється; на Фіг.3 - схема розмиву стр уменя повітря, розширення примежового шару і падіння швидкостей у просторі доменної печі при витіканні його з відомої фурми; на Фіг.4 - схема розмиву закрученого струменя повітря, розширення прикордонного шару і падіння швидкостей у просторі доменної печі при витіканні його з фурми, що заявляється; на Фіг.5 - вид збоку дуттьової фурми, що заявляють, в розрізі; на Фіг.6 - вид А за Фіг.5; на Фіг.7 – вид Б за Фіг.5. 4 Дуттьова фурма (Фіг.5) складається з мідної литої рильної частини 1, коаксіально розташованих конічних зовнішнього 2 і внутрішнього 3 стаканів і кільця 4, жорстко з'єднаних між собою зварюванням. Через кільце 4 проходять трубки, що підводить 5 і відводить 6, по яких циркулює вода, що охолоджує фурму, а також газова трубка 7. Усередині фурми виконані з кроком p/4 по окружності лопаті 8 обтічної форми, рівномірно розташованими по гвинтовій лінії з кутом підйому 60° і з кроком p/4 по окружності. Лопаті 8 виготовляють, наприклад, з жаростійкої сталі або інших сплавів і вогнетривких матеріалів. Довжина лопаті 8 розрахована таким чином, що б відстань до газової трубки 7 була не менш 50мм, а вихідний отвір розташовувався на рівні торця фурми. Лопаті 8 виконані у вигляді пластин товщиною 5-6мм, мають плавну обтічну форму з перемінною висотою від 0 до 1030мм на виході з фурми. Дуттьова фурма пропонованої конструкції формує закручену монолітну на ділянці Х(w )=600800мм турбулентний струмінь з ядром постійної швидкості Uсp =115м/с (див. Фіг.4). Якісна зміна динаміки струменя відбувається як за рахунок зсуву від сопла початку формування примежевого шару, і, як наслідок, зменшення його товщини й інтенсивності розмиву в осьовій зоні доменної печі (з D=2200мм до D=1600мм - див. Фіг.3, 4), так і за рахунок збільшення швидкостей Umin, U max і Ucp (ди в. Фі г.1, 2, 3, 4). формування і розвиток місцевих високотемпературних ви хрових зон зміщається від сопла до ділянки повного розмиву закручення і монолітності струменя, тобто на відстань Х(w ) від сопла. Крім того, низькошвидкісні шари повітряного потоку прискорюються і закручуються щодо подовжньої осі на кут p/4, одержуючи трансверсальну (w) складову швидкості, і на виході із сопла формується компактний турбулентний закручений струмінь повітря. Лопаті виконані обтічної форми практично не чинять аеродинамічного опору потоку. Використання дуттьової фурми, що заявляться, в доменному процесі дозволить збільшити ступінь продувки шихти в осьовій зоні печі і змістити вихрові високотемпературні зони від фурм усередину печі, що знижує ймовірність периферійного «ходу печі» і, як наслідок, - ефективніше використовувати теплову і відновлюючу енергію газів, знизити питомі витрати коксу, цілком використовувати корисний обсяг доменної печі, а також виключити передчасний знос футеровки, холодильників і горіння фурм. 5 24563 6 7 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 24563 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601