Воздушная фурма доменной печи
AIR TUYERE OF A BLAST FURNACE

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении керамических вставок и подготовке к работе воздушных фурм доменных печей.
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является воздушная фурма доменной печи, содержащая наружный и внутренний стаканы, сваренные по краям с рыльной частью и фланцем, образуя конический дутьевой канал, патрубок для подачи природного газа и керамическую вставку толщиной не менее 8 мм, заглубленную в рыльную часть дутьевого канала, установленную с воздушным зазором по отношению к поверхности дутьевого канала (Патент РФ 144987, МПК C21B7/16, 2014).
Недостатками данного технического решения являются низкая стойкость керамической вставки. Это приводит к ее преждевременному разрушению во время эксплуатации и, как следствие, повышению тепловых потерь через дутьевой канал фурмы.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение стойкости керамической вставки.
Технический результат достигается тем, что в воздушной фурме доменной печи, содержащей наружный и внутренний стаканы, сваренные по краям с рыльной частью и фланцем, образуя конический дутьевой канал, патрубок для подачи природного газа и керамическую вставку толщиной не менее 8 мм, заглубленную в рыльную часть дутьевого канала, установленную с воздушным зазором по отношению к поверхности дутьевого канала,согласно изобретению, вставка имеет по длине переменную толщину, плавно уменьшающуюся по направлению дутья, торец вставки со стороны ее входного сечения скошен в соответствии с углом наклона фурмы относительно фланца, а боковое отверстие вставки скошено в соответствии с углом подачи природного газа.
Торец вставки со стороны ее входного сечения, скошенной в соответствии с углом наклона фурмы относительно фланца, подвергается более равномерному воздействию потока горячего дутья. Скошенное боковое отверстие вставки в соответствии с углом подачи природного газа обеспечивает отсутствие прямого агрессивного воздействия природного газа на стенку отверстия. Толщина вставки увеличена со стороны входного сечения, поскольку ее разрушение в процессе работы начинается на участке от входного сечения до бокового отверстия. Толщина вставки плавно уменьшается по направлению дутья, чтобы избежать в ней дополнительных напряжений, приводящих к ее разрушению. Все эти признаки в совокупности направлены на повышение стойкости керамической вставки, т.е. обеспечивают достижение технического результата.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено сечение воздушной фурмы доменной печи. Фурма состоит из наружного (1) и внутреннего (2) стаканов, сваренных по краям с рыльной частью (3) и фланцем (4), образуя дутьевой канал (5), и патрубок (6) для подачи природного газа (7). В дутьевой канал (5) устанавливают керамическую вставку (8) с образованием воздушного зазора (9) между дутьевым каналом (5) и керамической вставкой (8). Вставка (8) имеет по длине переменную толщину, плавно уменьшающуюся по направлению дутья (10), торец вставки со стороны ее входного сечения (11) скошен в соответствии с углом наклона фурмы (α) относительно фланца (4), а боковое отверстие вставки (12) скошено в соответствии с углом подачи природного газа (β).
Пример.
Изготовили керамическую вставку, которая имеет по длине переменную толщину от 13 мм во входном сечении до 8 мм в выходном, плавно уменьшающуюся по направлению дутья. Торец вставки со стороны ее входного сечения скошен в соответствии с углом наклона фурмы 3° относительно фланца, а боковое отверстие вставки скошено в соответствии с углом подачи природного газа на 30°. Вставку установили в дутьевой канал с воздушным зазором 2 мм по отношению к его поверхности.
Фурмы с керамическими вставками устанавливали в печь. В процессе эксплуатации фурм контролировали тепловые потери, которые оценивали как произведение разности температуры воды на входе и выходе из фурменного прибора и расхода воды на фурменном приборе, в состав которого входит фурма. Началу разрушения вставки соответствовало увеличение тепловых потерь. Средняя стойкость вставок составила 131 сутки.
Средняя стойкость вставок, изготовленных по прототипу, составила около 100 суток.
Предложенное изобретение позволяет не только повысить стойкость вставки, но и на период повышения стойкости вставки дополнительно снизить тепловые потери через поверхность дутьевого канала фурмы.