ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к области черной металлургии, в частности к охлаждаемым техническим средствам подачи дутья в доменную печь.
Известна дутьевая фурма доменной печи, содержащая фланец и носовую часть, соединенные внутренним и наружным медными конусами, газовую и водяную трубы, проходящие через фланец (Патент RU 2064505 С1). Недостатком известной фурмы является низкая стойкость по причине разгерметизации сварных швов, особенно шва между носком фурмы и наружным конусом, находящемся при эксплуатации фурмы в наиболее тяжелых условиях.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является фурма доменной печи, содержащая соединенные между собой сварными швами рыльную часть, фланец, наружный и внутренний корпус, трубки подвода газа и подвода воды, причем на сварном шве, соединяющим наружный корпус с рыльной частью, с наружной стороны выполнен защитный слой, наносимый с помощью плазменной наплавки (RU 2088671 С1).
Недостатком описанной фурмы также является ее низкая стойкость, так как сварной шов подвержен термическим напряжениям, а защитный слой снаружи сварного шва постепенно разрушается оплавлением и химической эрозией в процессе службы фурмы.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - повышение стойкости фурм и снижение простоев доменной печи, связанных с заменой фурм. Техническая задача, решаемая полезной моделью, решается тем, что дутьевая фурма доменной печи, включающая рыльную часть, фланец, наружный и внутренний корпус, соединенные между собой сварными швами и образующие дутьевой канал и полость охлаждения, трубки подвода газа и подвода воды, отличается тем, что между фланцем и внутренним корпусом установлен линзовый компенсатор, а рыльная часть фурмы, сопрягаемая с наружным корпусом, выполнена в виде зубчатого венца, входящего в наружный корпус, причем зубья венца имеют наклон в сторону оси фурмы. Трубка для подвода газа снабжена сильфонным компенсатором. Наружные поверхности рыльной части и наружного корпуса фурмы снабжены защитным покрытием.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично изображен общий вид фурмы в разрезе. Дутьевая фурма включает в себя фланец 1, через который проходят трубка для подвода газа 2 и трубка для подвода воды 3. К фланцу 1 приварены наружный 4 и внутренний 5 корпусы, а так же патрубок для отвода воды 6. Рыльная часть 7 приварена к наружному 4 и внутреннему 5 корпусу. Между фланцем 1 и внутренним корпусом 5 установлен линзовый компенсатор 8. Фланец 1, рыльная часть 7, наружный и внутренний корпуса 4 и 5, соединенные между собой сварными швами, образуют дутьевой канал 9 и полость охлаждения 10. Рыльная часть фурмы 7, сопрягаемая с наружным корпусом 4, выполнена в виде зубчатого венца 11, а зубья венца наклонены в сторону оси фурмы. Трубка для подвода газа 2 снабжена сильфонным компенсатором 12. Наружние поверхности рыльной части и наружного корпуса фурмы снабжены защитным покрытием 13.
Дутьевая фурма работает следующим образом. Нагретый воздух проходит через фланец 1 и поступает в дутьевой канал 9. Из газовой трубки 2 в поток воздуха поступает струя газообразного топлива. При движении газа в потоке горячего воздуха происходит его частичная конверсия с образованием восстановительных газов окиси углерода и водорода, которые вместе с углеродом кокса участвуют в протекании восстановительных процессов в фурменной зоне доменной печи. Охлаждение фурмы осуществляется путем подачи воды в полость охлаждения 10 через трубку для подвода воды 3. Отвод воды осуществляется через патрубок для отвода воды 6. В процессе работы фурмы между внутренним 5 и наружным 6 корпусами возникает разница температур до 150°С. Во внутреннем корпусе 5 возникают напряжения сжатия при расширении, а в наружном корпусе - растягивающие напряжения, что может привести к повреждению сварных швов. Линзовый компенсатор 8, установленный между фланцем 1 и внутренним корпусом 5, компенсирует разность напряжений, не позволяя разрушаться сварным швам.
Выполнение рыльной части фурмы 7, сопрягаемой с наружным корпусом 4 в виде зубчатого венца 11, входящего в наружный корпус, позволяет производить более интенсивное охлаждение рыльной части в области сварного шва за счет увеличения площади поверхности охлаждения, а наклон зубьев в сторону оси фурмы позволяет охлаждать не только внутреннюю, но и наружную часть зубчатого венца, что усиливает интенсивность охлаждения и приводит к сохранности сварных швов. Сильфонный компенсатор 12, установленный на трубке для подвода газа 2, позволяет снять термические и механические напряжения на сварные швы, соединяющие трубки подвода газа с фланцем. Наружные поверхности рыльной части и наружного корпуса фурмы снабжены защитным покрытием 13, предохраняющим поверхность фурмы от термохимических и механических воздействий. Защитное покрытие может быть выполнено, например, на основе соединений никеля и алюминия или никеля и хрома.
В результате использования дутьевой фурмы предлагаемой конструкции значительно повышена ее стойкость, а также снижены простои доменной печи, связанные с заменой фурм.