×
19.06.2019
219.017.8af2

СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ФУРМЫ ВОЗДУШНОГО ДУТЬЯ И ПОДАЧИ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ДОМЕННУЮ ПЕЧЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии, в частности к системе охлаждения фурмы при подаче природного газа в доменную печь. Способ включает подачу охлаждающей воды в зауженную кольцевую полость, образованную внутренним стаканом фурмы и дополнительным стаканом вокруг него. Далее воду направляют вдоль образующей внутреннего стакана по кольцу к рыльцу фурмы в полость, образованную дополнительным и наружным стаканами, для отвода ее через патрубок во фланце. Природный газ подают через образованный во фланце фурмы кольцевой коллектор с соплами, выходящими в полость воздушного дутья фурмы. Устройство снабжено дополнительным стаканом, образующим с внутренним стаканом фурмы зауженную кольцевую полость, с которой соединен патрубок подвода охлаждающей воды. Патрубок отвода воды соединен с полостью фурмы, образованной дополнительным и наружным стаканами. Фланец фурмы соединен с патрубком подачи газа и выполнен в виде кольцевого коллектора, имеющего сопла для распределенной подачи воды в воздушную полость фурмы. Использование изобретения повышает стойкость фурмы, увеличивает срок ее службы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к системе подачи природного газа в доменную печь.

Известен способ охлаждения фурмы воздушного дутья при подаче природного газа в доменную печь, реализованный в фурме (RU 985040, публ. 1982 г.). Дутье подают в доменную печь по цилиндрическому каналу внутреннего стакана фурмы. В этот же канал вводят газ. Для предотвращения прогара носовой части фурмы, подвергающейся интенсивному нагреву, в кольцевую камеру, образованную внутренним и наружным стаканами, фланцем и рыльцем по патрубку вводят под давлением охлаждающую воду, которая, проходя по кольцевой камере, охлаждает внутренний стакан и затем через сопла с большой скоростью в виде струй подается на наиболее теплонапряженные зоны поверхности рыльца и наружного стакана в верхнем и нижнем секторах, ограниченных перпендикулярными диаметрами. Остальные зоны поверхности фурмы охлаждаются отходящим потоком воды, которая затем отводится через патрубок.

При этом конструкция известной дутьевой фурмы доменной печи содержит образующие кольцевую полость концентричные коническо-цилиндрические стаканы, перекрытые с торцов рыльной частью и фланцем и расположенную в этой полости кольцевую камеру с соплами для подвода хладагента, имеет сопла, выполненные в виде выступающих насадков с шагом 5-10 диаметров сопел, срезы которых расположены на расстоянии 2-3 диаметров сопел от охлаждаемой поверхности. Подача газа осуществляется через один патрубок непосредственно в воздушную полость фурмы. При этом имеется практически полное сгорание газа в воздушной полости фурмы с резким увеличением температуры воздушного дутья до 2500°С при ее величине на входе в фурму около 1200°С.

В настоящее время воздушное дутье обогащается кислородом до 30%, что способствует повышению температуры дутья еще больше. Такое увеличение температуры в воздушном канале фурмы приводит к увеличению теплоотдачи за счет усиления теплового излучения. При таких температурах излучательная составляющая становится больше, чем конвективная. Это в свою очередь приводит к тому, что система охлаждения фурмы, рассчитанная на подачу дутья с температурой 1200°С, не справляется, а стенки внутреннего стакана теряют прочность из-за перегрева и разрушаются. Кроме того, это приводит к значительному увеличению потерь тепла через систему охлаждения фурм.

Для конструкции известного устройства по RU 985040 характерно недостаточное охлаждение внутреннего стакана фурмы - наиболее теплонапряженного элемента. Скорость потока, омывающего внутренний стакан в известной конструкции фурмы, относительно низкая, не более 0,5 м/с при принятых расходах воды (20 м3/ч). Основное внимание направлено на струйное охлаждение носовой части фурмы. Изменение технологии ведения доменной плавки сделало наиболее слабым элементом охлаждения внутренний стакан фурмы.

Задачей изобретения является повышение стойкости фурм, увеличение срока их службы и снижение тепловых потерь.

Задача решается тем, что способ охлаждения фурмы воздушного дутья при подаче природного газа в доменную печь включает подачу охлаждающей воды в полость фурмы через патрубок в направлении рыльца и отвод воды через патрубок во фланце, подачу природного газа в поток воздушного дутья, при этом охлаждающую воду подают в зауженную кольцевую полость, образованную внутренним стаканом фурмы и дополнительным стаканом вокруг него, и направляют вдоль образующей внутреннего стакана по кольцу к рыльцу фурмы в полость, образованную дополнительным и наружным стаканами для отвода ее через патрубок во фланце, а природный газ подают через образованный во фланце фурмы кольцевой коллектор с соплами, выходящими в полость воздушного дутья фурмы. Дополнительный стакан вокруг внутреннего стакана располагают эквидистантно.

Для осуществления способа заявлено устройство, содержащее наружный и внутренний стаканы, фланец, патрубки подвода и отвода охлаждающей воды и подачи газа. Устройство отличается тем, что снабжено дополнительным стаканом, расположенным вокруг внутреннего стакана и образующим с ним зауженную кольцевую полость, с которой соединен патрубок подвода охлаждающей воды, притом, что патрубок отвода воды соединен с полостью фурмы, образованной дополнительным и наружным стаканами, а фланец фурмы, соединенный с патрубком подачи газа, выполнен в виде кольцевого коллектора, имеющего сопла для распределенной подачи газа в полость воздушного дутья фурмы. Дополнительный стакан вокруг внутреннего стакана расположен эквидистантно.

Сущность изобретения заключается в следующем. Подавая охлаждающую воду в специально зауженную кольцевую полость вокруг внутреннего стакана фурмы, достигают интенсификации охлаждения наиболее теплонапряженного элемента фурмы благодаря обеспечению гарантированной скорости омывания поверхности. Это обеспечивает температуру стенки со стороны жидкости ниже температуры насыщения при рабочем давлении воды в фурме, что гарантирует отсутствие кипения воды, а также температуру металла (меди марки М1Р) со стороны газа ниже температуры рекристаллизации (210°С), при которой резко снижается прочность металла. Эквидистантное расположение дополнительного стакана фурмы вокруг ее внутреннего стакана обеспечивает равномерность охлаждения по кругу. Выход воды из кольцевого зауженного зазора около носовой части фурмы обеспечивает высокую интенсивность охлаждения передней части наружного стакана, выступающего в фурменный очаг доменной печи. Подача газа через кольцевой коллектор во фланце фурмы обеспечивает дополнительное охлаждение фланца фурмы, снижая тем самым термические напряжения, возникающие в сварочных швах, соединяющих внутренний и наружные стаканы с фланцами. Кроме того, положительным является попутный эффект подогрева газа за счет охлаждения фланца фурмы. При этом тепло с газом поступает в доменную печь. А распределенная подача газа в воздушную полость фурмы через сопла обеспечивает равномерное распределение повышения температуры по поверхности внутреннего стакана, что также приводит к более равномерному распределению тепловой нагрузки и улучшению охлаждения фурмы, исключая местные перегревы.

Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в интенсификации охлаждения наиболее теплонапряженного элемента фурм.

На чертеже показано устройство для реализации способа. Устройство содержит фланец 1 с соплами 2, патрубок 3 для подачи газа, внутренний 4 и наружный 5 стаканы, рыльце 6, патрубки 7 и 8 подвода и отвода охлаждающей воды соответственно. Вокруг внутреннего стакана эквидистантно расположен дополнительный стакан 9 с образованием зауженной кольцевой полости 10 между ним и внутренним стаканом 4. Внутренняя полость 11 образована дополнительным 9 и наружным 5 стаканами. Кольцевой коллектор 12 во фланце 1 и сопла 2, выходящие в полость 13 воздушного дутья, предназначены для распределенной подачи газа в эту полость.

Заявленное изобретение реализуется следующим образом. Охлаждающую воду подают в зауженную кольцевую полость 10, образованную внутренним стаканом фурмы 4 и дополнительным стаканом 9 вокруг него, и направляют вдоль образующей внутреннего стакана 4 по кольцу к рыльцу 6 фурмы в полость 11, образованную дополнительным 9 и наружным 5 стаканами для отвода ее через патрубок 8 во фланце 1, а природный газ подают через образованный во фланце 1 фурмы кольцевой коллектор 12 с соплами 2, выходящими в полость 13 воздушного дутья фурмы.

Поток воды организованно направляется с расчетной скоростью на охлаждение внутреннего стакана 4 фурмы, после чего этот поток направляется на рыльце 6 и после поворота на 180° поток направляется вдоль поверхности наружного стакана 5, сохраняя относительно высокую скорость, благодаря действию инерционных сил при повороте на 180°.

Фланец 1, снабженный кольцевым коллектором 12, позволяет вводить газ в поток дутья по кругу через сопла 2, выходящие в полость 13. Это равномерно распределяет газ в потоке воздушного дутья, что обеспечивает равномерное распределение тепловой нагрузки на внутренний стакан 4. Кроме того, это исключает возникновение механических напряжений на внутреннем стакане фурмы. Эквидистантно расположенный дополнительный стакан 9 гарантирует интенсивное охлаждение внутреннего стакана 4 по кругу за счет равномерного распределения потока воды.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 33 items.
27.03.2013
№216.012.312b

Способ термической обработки лифтовых труб типа "труба в трубе"

Изобретение относится к термообработке лифтовых труб типа «труба в трубе» или аналогичных изделий в машиностроении, требующих вакуумирования межтрубного пространства. Способ включает продольную обдувку поверхности труб теплоносителем, направление которого периодически изменяют на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478125
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.370e

Способ термообработки лифтовых труб типа "труба в трубе"

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при термообработке лифтовых труб, требующих вакуумирования межтрубного пространства, или аналогичных изделий в машиностроении. Способ характеризуется тем, что на внешнюю и внутреннюю поверхности труб направляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479647
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.09.2013
№216.012.7002

Кессон медный металлургической печи

Изобретение относится к медному кессону металлургической печи. Кессон медный содержит охлаждаемую плиту, каналы охлаждения в плите, технологические отверстия, закрытые пробками, патрубки подвода и отвода воды. Отверстия в местах установки пробок и пробки, закрывающие технологические отверстия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494325
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.7a84

Эрлифт

Изобретение может быть использовано в технологических процессах грануляции металлургического шлака с получением мелкого граншлака в виде песка, который необходимо откачать из глубокого грануляционного бассейна для его последующего обезвоживания. Эрлифт содержит подъемную трубу, воздушную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497026
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d5c

Установка для грануляции расплава шлака

Установка для грануляции расплава шлака. Может быть использована в припечной грануляции расплава шлака. Установка содержит шлаковый желоб, гидрогранулятор, обезвоживатель карусельный, эрлифт шлаковый, установленный в камере, которая в нижней и верхней части соединена с приемным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497765
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.852b

Устройство для термодистилляционной очистки воды

Устройство для термодистилляционной очистки воды может быть использовано для опреснения морской воды, очистки промышленных стоков с высоким содержанием солей жесткости, выпарки растворов до получения сухого остатка. Устройство содержит корпус теплообменника, нагреваемые элементы в виде насадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499769
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.12.2013
№216.012.8ce4

Установка припечной грануляции шлака

Изобретение относится к грануляции расплава шлака непосредственно у металлургических печей. Установка припечной грануляции шлака содержит желоб шлака, гранулятор, гранбассейн, последовательно соединенные с ним колодец шлакового эрлифта с установленным в нем эрлифтом, соединенным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501751
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.04.2014
№216.012.b063

Установка для нейтрализации кислых стоков

Изобретение относится к нейтрализации кислых стоков и может быть использовано для перемешивания кислых стоков в процессе их нейтрализации. Установка содержит кислотостойкую емкость, перемешивающее устройство, дозатор нейтрализующей жидкости, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510870
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.08.2014
№216.012.eaf8

Способ сжигания газа в горелках зажигательных горнов агломерационных машин и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сжиганию загрязненных промышленных газов, преимущественно коксового газа и его смеси с доменным газом в зажигательных горнах агломерационных конвейерных машин. В центральную часть зоны горения, вынесенную за пределы горелки, по оси горелочного камня подают прямоструйный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525960
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.03.2015
№216.013.33a2

Способ перемешивания химически агрессивных сред с абразивными частицами и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области металлургии, горнорудной и химической промышленности и может быть использовано для интенсивного перемешивания кислотной среды, содержащей концентрат, при ее выщелачивании в автоклаве. Способ включает ввод воздуха в нижнюю часть автоклава с созданием циркуляции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544693
Дата охранного документа: 20.03.2015
Showing 1-10 of 45 items.
27.03.2013
№216.012.312b

Способ термической обработки лифтовых труб типа "труба в трубе"

Изобретение относится к термообработке лифтовых труб типа «труба в трубе» или аналогичных изделий в машиностроении, требующих вакуумирования межтрубного пространства. Способ включает продольную обдувку поверхности труб теплоносителем, направление которого периодически изменяют на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478125
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.370e

Способ термообработки лифтовых труб типа "труба в трубе"

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при термообработке лифтовых труб, требующих вакуумирования межтрубного пространства, или аналогичных изделий в машиностроении. Способ характеризуется тем, что на внешнюю и внутреннюю поверхности труб направляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479647
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.06.2013
№216.012.4888

Способ и установка термической обработки рельсов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к термической обработке железнодорожных рельсов. Для повышения физико-механических свойств, получения твердости поверхности катания головки рельса до НВ415 и необходимой прямолинейности рельса проводят предварительный нагрев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484148
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.07.2013
№216.012.5446

Способ и установка термической обработки рельсов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам и устройствам термической обработки железнодорожных рельсов. Для повышения уровня физико-механических свойств и увеличения эксплуатационной стойкости рельс подвергают термической обработке, включающей предварительный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487177
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.09.2013
№216.012.7002

Кессон медный металлургической печи

Изобретение относится к медному кессону металлургической печи. Кессон медный содержит охлаждаемую плиту, каналы охлаждения в плите, технологические отверстия, закрытые пробками, патрубки подвода и отвода воды. Отверстия в местах установки пробок и пробки, закрывающие технологические отверстия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494325
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.7959

Установка для припечной грануляции шлака

Изобретение относится к области металлургии, в частности к установке для грануляции шлака. Установка содержит желоб шлака, гидрогранулятор, соединенный с насосом подачи воды, приемный бункер-отстойник, снабженный решеткой, переливным устройством и камерой сбора парогазовых выделений с вытяжной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496727
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7a84

Эрлифт

Изобретение может быть использовано в технологических процессах грануляции металлургического шлака с получением мелкого граншлака в виде песка, который необходимо откачать из глубокого грануляционного бассейна для его последующего обезвоживания. Эрлифт содержит подъемную трубу, воздушную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497026
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d5c

Установка для грануляции расплава шлака

Установка для грануляции расплава шлака. Может быть использована в припечной грануляции расплава шлака. Установка содержит шлаковый желоб, гидрогранулятор, обезвоживатель карусельный, эрлифт шлаковый, установленный в камере, которая в нижней и верхней части соединена с приемным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497765
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.852b

Устройство для термодистилляционной очистки воды

Устройство для термодистилляционной очистки воды может быть использовано для опреснения морской воды, очистки промышленных стоков с высоким содержанием солей жесткости, выпарки растворов до получения сухого остатка. Устройство содержит корпус теплообменника, нагреваемые элементы в виде насадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499769
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.12.2013
№216.012.8ce4

Установка припечной грануляции шлака

Изобретение относится к грануляции расплава шлака непосредственно у металлургических печей. Установка припечной грануляции шлака содержит желоб шлака, гранулятор, гранбассейн, последовательно соединенные с ним колодец шлакового эрлифта с установленным в нем эрлифтом, соединенным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501751
Дата охранного документа: 20.12.2013
+ добавить свой РИД