доменная печь

Формула изобретения

Доменная печь, включающая горн, по периметру которого установлены фурмы для дутья с определенным межосевым расстоянием, отличающаяся тем, что фурмы для дутья установлены с расстоянием между осями L, которое определяют из следующего соотношения:



где a коэффициент, равный 16;

b коэффициент, равный 32-34;

с коэффициент, равный 3,014;

V объем печи;

d диаметр горна, м.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству чугуна в доменной печи.

Известна доменная печь, горн которой оборудован фурмами для подачи дутья, количество которых определено в зависимости от диаметра горна (см.М. А. Павлов Металлургия чугуна. М.Металлургиздат, ч.3, 1947, с.91). В соответствии с указанными источниками количество воздушных фурм (п) определяется в зависимости от диаметра торца (d) по соотношению: п 2d + 1.

Недостатком этой конструкции является то, что это соотношение наиболее справедливо для доменных печей объемом до 1000-1200 м³. Поэтому на доменных печах такого и большего объемов, оборудованных воздушными фурмами, число которых выбрано по указанному соотношению, нельзя достичь высокой интенсивности плавки. Практика Магнитогорского металлургического комбината и других предприятий показывает, что доменные печи объемом 1180 м³ (диаметр горна 7,62 м) имеют, согласно вышеприведенному соотношению 16 воздушных фурм и интенсивность (производительность) доменной печи меньшую, чем печи, имеющие количество воздушных фурм больше полученного по указанному соотношению.

Известна доменная печь (см.а.с.СССР N 582287), в котoрой с целью увеличения производительности, снижения расхода кокса, повышения стойкости футеровки горна районов чугунных леток, воздушные фурмы установлены с междуфурменными расстояниями, большими на 4-8, чем каждое из междуфурменных расстояний воздушных фурм того же ряда, размещенных на остальных участках сечения печи. Однако, в приведенной доменной печи уменьшается общее количество воздушных фурм из-за увеличения расстояния между фурмами, расположенными симметрично относительно осей чугунных леток, что приводит к снижению интенсивности доменной плавки.

Известна также доменная печь (см.Н.К.Леонидов, М.Н.Леонидова. О числе фурм доменных печей ж.Сталь. 1967, 5, с.400-405), число воздушных фурм которой рассчитывается из уравнения:



где: d диаметр горна, м;

V расход дутья на 1 м² площади сечения, м;

U₀ скорость истечения дутья из воздушных фурм, м/с;

Т температура дутья, К;

Р давление дутья, кг/см².

Количество воздушных фурм доменных печей объемом 3200-5000 м³, рассчитанные по этому уравнению, оказались завышенными.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является доменная печь, которая содержит горн, по периметру которого установлены фурмы для дутья c oпределенным межосевым расстоянием (а.с. СССР 582287).Эта доменная печь имеет низкую производительность.

Настоящим изобретением решается проблема повышения производительности печи.

Для этого в доменной печи, включающей горн, по периметру которого установлены фурмы для дутья с расстоянием между осями "L", которое определяют из следующего соотношения:



где: 3,14;

d диаметр горна, м;

а коэффициент, равный 16;

b коэффициент, равный 32-34;

с коэффициент, равный 3,014;

V объем печи.

Настоящее математическое соотношение и коэффициенты в нем определены из графика, составленного по проведенным испытаниям на нескольких доменных печах с разными объемами: 1033 м³; 1370 м³; 2014 м³ и проверенного аналитически на печах с повышенными объемами 2700 5580 м³, а также для будущих печей объемом 6000 м³ и 7000 м³.

Как показали испытания и аналитическая проверка, при расстояниях между осями фурм, подсчитанных по предложенной математической зависимости, производительностью доменных печей выше (составляет 2363, 3273, 5059 т/м³ сут) в сравнении с производительностью этих же доменных печей при расстояниях между осями фурм, соответствующих ближайшему аналогу, которые были соблюдены на доменных печах до их реконструкции (соответственно, 2268, 3107, 4900 т/м³ сут).

На основании того, что математическая зависимость, по которой предложено определять расстояния между осями фурм неизвестна и с ее помощью обеспечивается повышение производительности плавки на печах с различными объемами, следует вывод о соответствии ее, как признака изобретения, критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображена схема расположения фурм по периметру горна.

Доменная печь содержит горн 1, по боковой поверхности (периметру) которого расположены фурмы 2, Расстояние между осями фурм (L ) 3 определены по следующей зависимости:



где: L расстояние между осями фурм;

3,14;

d диаметр горна, м;

а коэффициент, равный 16;

b- коэффициент, равный 32-34;

с коэффициент, равный 3,014;

V объем печи.

Количество фурм, которое в практике обычно употребляется, определяется по этой зависимости, согласно известной геометрической формуле следующим образом:



Например,для доменной печи с объемом V 1033 м³ и диаметром горна d 7,8 м расстояние между осями фурм L pассчитывается следующим образом:

, в количестве Фурм (п)

равно:

Другие конкретные примеры числовых значений расстояний между осями фурм и количеств фурм, подсчитанные по предложенной математической зависимости и сравненные с ближайшим аналогом, приведены в таблице.

Работает доменная печь обычным образом. Загружают в нее шахту, состоящую из железорудных материалов и кокса. Через воздушные фурмы 3 подают нагретое дутье. Обогащенное или необогащенное кислородом, а также через фурмы подают природный газ, либо мазут, или другие виды топлива. Выплавляют чугун и шлак, которые периодически выпускают из печи. Как видно из таблицы, при соответствии расстояния между осями фурм предложенному математическому соотношению производительность плавки высокая, составляет 2363, 3237, 5059 т/м³ сут. Производительность печи ближайшего аналога ниже и составляет 2268, 3237, 4900 т/м³ сут этих же печей. Количество фурм, рассчитанное по предложенной зависимости, больше, чем по ближайшему аналогу, причем с увеличением объема печи разница возрастает. Для печи объемом 1033 м³ разница равна I? для печи объемом 1370 м³ 6, для печи объемом 2014 м³ 8 и т.д.