ВОЗДУШНАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к области металлургии и может быть использована при подготовке к работе воздушных фурм доменных печей.
Известно, что на воздушные фурмы приходится около 30% всех тепловых потерь в доменной печи. При этом, в обычных условиях работы доменной печи, через рыльную часть, наружный и внутренний стаканы фурмы уходит соответственно порядка 18, 36 и 46% тепла, уносимого водой, охлаждающей фурму. Одним из путей снижения данных тепловых потерь является установка керамической вставки с низкой теплопроводностью во внутреннем стакане. Трудности эксплуатации фурм с такой вставкой объясняются хрупкостью вставки и большим различием коэффициентов температурного расширения материалов вставки и меди, из которой изготовлена фурма.
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является воздушная фурма доменной печи, содержащая керамическую вставку в дутьевом канале, установленную с воздушным зазором по отношению к поверхности дутьевого канала (Патент Японии 2240207, МПК C21B 7/16, 1990).
Недостатками данного технического решения являются то, что не регламентируются толщина керамической вставки и величина воздушного зазора от поверхности дутьевого канала до керамической вставки. Это может приводить к разрушению керамической вставки во время ее установки и эксплуатации, а также к повышению тепловых потерь через дутьевой канал фурмы.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение тепловых потерь через поверхность дутьевого канала фурмы посредством установки керамической вставки и повышение стойкости данной вставки во время ее установки и эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в воздушной фурме доменной печи, содержащей керамическую вставку в дутьевом канале, установленную с воздушным зазором по отношению к поверхности дутьевого канала, согласно полезной модели, толщина керамической вставки не менее 8,0 мм, а величина воздушного зазора между керамической вставкой и поверхностью дутьевого канала 0,5-0,7 мм.
Полезная модель справедлива как для цилиндрического, так и для конического дутьевого канала.
Полезная модель для цилиндрического дутьевого канала 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). В дутьевой канал (5) устанавливают керамическую вставку (6) с образованием воздушного зазора (7) между дутьевым каналом (5) и керамической вставкой (6).
Керамическая вставка толщиной менее 8,0 мм не выдерживает ударных нагрузок при установке фурмы в печь и в процессе эксплуатации и разрушается.
При недостаточном воздушном зазоре между поверхностью дутьевого канала и керамической вставкой (менее 0,5 мм) происходит увеличение тепловых потерь через поверхность дутьевого канала, а при превышении необходимой величины воздушного зазора (более 0,7 мм) снижение тепловых потерь практически не происходит, к тому же возрастают динамические нагрузки на вставку при установке фурмы в печь и в процессе эксплуатации.
Пример.
В дутьевой канал устанавливали керамическую вставку, образующую воздушный зазор по отношению к поверхности дутьевого канала. Воздушный зазор между керамической вставкой и дутьевым каналом выставляли с помощью металлических прокладок соответствующей толщины. 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.
Как видно из таблицы, использование керамических вставок толщиной менее 8 мм приводит к их разрушению. При величине воздушного зазора менее 0,5 мм увеличиваются тепловые потери, а увеличение воздушного зазора более 0,7 мм не приводит к существенному снижению тепловых потерь.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет снизить тепловые потери через поверхность дутьевого канала фурмы и при этом повысить стойкость керамической вставки.
Таблица
Влияние величины воздушного зазора между керамической вставкой и дутьевым каналом на тепловые потери через фурму
№ п/п
Толщина керамической вставки, мм
Величина зазора, мм
Тепловые потери, 10<sup>-3</sup> Ккал/ч
1
6
0,6
Разрушение вставки при установке фурмы в печь
2
8
0,6
130
3
10
0,6
125
4
8
0,4
150
5
8
0,5
132
6
9
0,7
128
7
8
0,8
127