устройство для подачи газа в емкость
Классы МПК: | C21C5/48 фурмы и днища C21B13/00 Получение губчатого железа или жидкой стали прямым способом |
Автор(ы): | ДАНН Мартин Джозеф (AU), ХАРДИ Грегори Джон (AU) |
Патентообладатель(и): | ТЕКНОЛОДЖИКАЛ РЕСОРСИЗ ПТИ. ЛТД. (AU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-04-10 публикация патента:
10.10.2006 |
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к устройствам для подачи газа в емкость. Устройство включает удлиненный канал для потока газа и удлиненную центральную трубообразную конструкцию, которая проходит внутри канала для потока газа от его заднего конца до его переднего конца. Вблизи переднего конца канала на центральную конструкцию опирается ряд лопастей, направляющих поток, для создания завихрения потока горячего газа, выходящего из канала. Стенка канала ниже по потоку, чем вход для газа, изнутри охлаждается водой, которая также проходит через внутреннюю часть наконечника канала. Передний конец центральной конструкции, на который опираются лопасти, изнутри охлаждается водой, подаваемой по направлению вперед, через центральный проход для потока воды. Охлаждающая вода возвращается обратно через центральную конструкцию по кольцевому проходу для возврата воды к выходу. Использование изобретения обеспечивает повышение стойкости устройства при очень высоких температурах окружающей среды. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.
Формула изобретения
1. Устройство для подачи газа в емкость, включающее канал для потока газа, проходящего от его заднего конца до переднего конца, из которого газ выходит из канала, удлиненную центральную трубообразную конструкцию, проходящую внутри канала для потока газа от его заднего конца до его переднего конца, множество лопастей, направляющих поток, размещенных вокруг центральной трубообразной конструкции вблизи переднего конца канала для того, чтобы создать движение с завихрением потока газа, направленного к переднему концу канала, причем передний конец центральной конструкции и передний конец канала совместно образуют кольцевое сопло для выпуска из канала потока газа с завихрением, создаваемым посредством лопастей, проходы для охлаждающей воды внутри центральной трубообразной конструкции для того, чтобы поток охлаждающей воды проходил вперед через центральную конструкцию от ее заднего конца к ее переднему концу и охлаждал изнутри этот передний конец и возвращался оттуда обратно через центральную конструкцию к ее заднему концу.
2. Устройство по п.1, в котором передний конец канала выполнен в виде полого кольцевого наконечника, а канал для потока газа включает проходы для подачи охлаждающей воды в наконечник канала и возврата воды из него для того, чтобы подавать охлаждающую воду по направлению вперед вдоль канала в наконечник канала и возвращать эту охлаждающую воду обратно вдоль канала.
3. Устройство по любому из п.1 или 2, в котором внутренняя периферическая поверхность канала футерована огнеупорным материалом.
4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором центральная трубообразная конструкция образует центральный проход для потока воды для того, чтобы поток воды проходил вперед через эту конструкцию прямо в передний конец центральной конструкции, и кольцевой проход для потока воды, размещенный вокруг центрального прохода для того, чтобы поток воды возвращался из переднего конца центральной конструкции обратно в задний конец этой конструкции.
5. Устройство по п.4, в котором центральная трубообразная конструкция содержит центральную трубу, которая создает центральный проход для потока воды, и дополнительную трубу, размещенную вокруг центральной трубы для того, чтобы образовать кольцевой проход для потока воды между трубами.
6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором центральная конструкция включает теплоизоляционный наружный экран, задерживающий передачу тепла от газа в канале для потока газа к проходам для охлаждающей воды в центральной конструкции.
7. Устройство по п.6, в котором теплоизоляционный экран содержит множество трубообразных сегментов из теплоизоляционного материала, размещенных вплотную друг к другу для образования теплозащитного экрана в виде по существу непрерывной трубы, проходящей от заднего конца до переднего конца центральной конструкции вокруг кольцевого воздушного зазора, образованного непосредственно внутри теплозащитного экрана.
8. Устройство по п.7, в котором указанный воздушный зазор образован между трубообразным теплозащитным экраном и дополнительной трубой, образующей наружную стенку кольцевого прохода для возврата потока воды.
9. Устройство по любому из пп.7-8, в котором указанные трубообразные сегменты теплозащитного экрана имеют опору для приспособления к продольному расширению каждого сегмента независимо от других таких сегментов.
10. Устройство по любому из пп.1-9, в котором передний конец центральной конструкции включает часть в виде куполообразного выступа, снабженного внутри одним спиральным проходом для охлаждающей воды для того, чтобы принимать воду из центрального прохода для потока воды в центральной конструкции у наконечника выступа и направлять эту воду в виде одного потока вокруг выступа и обратно вдоль него для того, чтобы охлаждать выступ одним когерентным потоком охлаждающей воды.
11. Устройство по любому из пп.1-10, которое снабжено входом для подвода горячего газа в задний конец канала, причем вход для газа включает огнеупорный корпус, образующий первый трубообразный проход для газа, расположенный на одной оси с задним концом канала и проходящий прямо к нему, и второй трубообразный проход для газа, расположенный поперек первого прохода, чтобы принимать горячий газ и направлять его в первый проход так, чтобы горячий газ и любые частицы, унесенные им, ударялись об огнеупорную стенку первого прохода, причем поток газа изменяет направление на пути из первого прохода во второй проход.
12. Устройство по п.11, в котором первый и второй проходы для потока газа по существу перпендикулярны друг другу.
13. Устройство по любому из пп.11-12, в котором центральная трубообразная конструкция проходит по центру через первый проход для потока входящего газа и назад на расстояние от входа для газа.
14. Устройство по п.13, в котором задний конец центральной конструкции размещен позади входа для газа и снабжен соединениями для потока охлаждающей воды в центральную конструкцию и из нее.
15. Металлургическая емкость, снабженная устройством для подачи потока газа в верхнюю часть емкости в условиях высокой температуры, причем указанное устройство выполнено в соответствии с любым из пп.1-14 и смонтировано на крышке емкости так, что оно проходит вниз через крышку, причем задний конец канала для потока газа размещен над крышкой и передний конец канала размещен в верхней части емкости.
Описание изобретения к патенту
Настоящее изобретение относится к устройству для подачи газа в емкость. Оно предназначено, в частности, но не исключительно, для подачи потока газа в металлургическую емкость в условиях высокой температуры. Такой металлургической емкостью может быть, например, плавильная емкость, в которой расплавленный металл получают посредством способа прямой плавки.
Известный способ прямой плавки, который основан на использовании слоя расплавленного металла в качестве реакционной среды, и обычно упоминается в литературе как способ «HIsmelt», описан в Международной заявке на патент РСТ/AU/00197 (WO 96/31627) на имя заявителя.
Способ прямой плавки «HIsmelt», описанный в Международной заявке, содержит следующие стадии:
(а) образуют ванну из расплавленного железа и шлака в емкости;
(b) вводят в ванну:
(i) исходный материал, содержащий металл, обычно оксиды металла; и
(ii) твердый углеродсодержащий материал, обычно уголь, который действует как восстановитель оксидов металла и источник энергии; и
(с) плавят исходный материал, содержащий металл, для получения слоя металла.
Термин «плавка» в данном случае понимается как обозначение термической обработки, в которой имеют место химические реакции восстановления оксидов металла для получения жидкого металла.
Процесс «HIsmelt» также содержит последующее сжигание реакционных газов, как например СО и Н2, которые выделяются из ванны в пространство над ванной, в газе, содержащем кислород, и возвращение тепла, полученного при последующем сжигании, в ванну, чтобы пополнить тепловую энергию, необходимую для плавления исходных материалов, содержащих металл.
Процесс «HIsmelt» содержит также образование зоны перехода над номинальной поверхностью ванны в состоянии покоя, в которой находится благоприятная масса поднимающихся и впоследствии опускающихся капель или всплесков, или потоков расплавленного металла и/или шлака, которые создают эффективную среду для передачи в ванну тепловой энергии, полученной при последующем сжигании реакционных газов над ванной.
В процессе «HIsmelt» исходный материал, содержащий металл, и твердый углеродсодержащий материал вводят в слой металла через ряд фурм/трубок, которые наклонены к вертикали так, что они проходят по направлению вниз и внутрь через боковую стенку емкости для плавки, и в нижнюю часть емкости для того, чтобы подавать частицы твердого материала в слой металла на дне емкости. Чтобы стимулировать последующее сжигание реакционных газов в верхней части емкости, горячее дутье, которое может быть обогащено кислородом, вводится в верхнюю часть емкости через проходящую вниз фурму для подачи горячего воздуха. Чтобы стимулировать эффективное последующее сжигание газов в верхней части емкости, желательно, чтобы входящее горячее дутье выходило из фурмы в виде движения с завихрением. Для достижения этого на выходном конце фурмы должны быть смонтированы внешние направляющие для потока, чтобы создать соответствующее движение с завихрением. Верхние части емкости могут достичь температур порядка 2000°С, и горячий воздух может быть подан в фурму при температурах порядка 1100-1400°С. Фурма должна поэтому иметь возможность выдерживать экстремально высокие температуры как внутренних, так и наружных стенок, особенно на подающем конце фурмы, который выступает в зону горения емкости. Согласно изобретению предлагается такая конструкция фурмы, которая дает возможность внутреннего охлаждения водой соответствующих компонентов и работы при очень высоких температурах окружающей среды.
Согласно изобретению предложено устройство для подачи газа в емкость, включающее:
канал для потока газа, проходящий от заднего конца до переднего конца, из которого газ выходит из канала;
удлиненную центральную трубообразную конструкцию, проходящую внутри канала для потока газа от его заднего конца до его переднего конца;
множество лопастей, направляющих поток, размещенных вокруг центральной трубообразной конструкции вблизи переднего конца канала для того, чтобы создать движение с завихрением потока газа, направленного к переднему концу канала, причем передний конец центральной конструкции и передний конец канала взаимодействуют друг с другом так, чтобы образовать кольцевое сопло для потока газа из канала с завихрением, которое создается посредством указанных лопастей;
проходы для охлаждающей воды внутри центральной трубообразной конструкции для того, чтобы поток охлаждающей воды проходил вперед через центральную конструкцию от ее заднего конца к ее переднему концу, и охлаждал изнутри этот передний конец, и возвращался оттуда обратно через центральную конструкцию к ее заднему концу.
Передний конец канала может быть выполнен в виде полого кольцевого наконечника, а канал для потока газа может включать проходы для подачи охлаждающей воды в наконечник канала и возврата воды, для того, чтобы подавать охлаждающую воду вперед вдоль канала в наконечник канала и возвращать эту охлаждающую воду обратно вдоль канала.
Внутренняя периферическая поверхность канала может быть футерована огнеупорным материалом.
Предпочтительно, центральная трубообразная конструкция образует центральный проход для потока воды для того, чтобы поток воды проходил вперед через эту конструкцию прямо в передний конец центральной конструкции, и кольцевой проход для потока воды, размещенный вокруг центрального прохода, для того, чтобы поток воды возвращался из переднего конца центральной конструкции обратно в задний конец этой конструкции.
Центральная трубообразная конструкция может содержать центральную трубу, которая создает центральный проход для потока воды, и дополнительную трубу, размещенную вокруг центральной трубы для того, чтобы образовать указанный кольцевой проход для потока воды между трубами.
Предпочтительно, центральная конструкция включает теплоизоляционный наружный экран для того, чтобы задержать передачу тепла от газа в канале для потока газа к проходам для охлаждающей воды в центральной конструкции.
Теплоизоляционный экран может содержать множество трубообразных сегментов из теплоизоляционного материала, размещенных вплотную друг к другу для образования теплозащитного экрана в виде по существу непрерывной трубы, проходящей от заднего конца до переднего конца центральной конструкции вокруг кольцевого воздушного зазора, размещенного непосредственно внутри теплозащитного экрана.
Указанный воздушный зазор может быть образован между трубообразным теплозащитным экраном и дополнительной трубой, образующей наружную стенку кольцевого прохода для возврата потока воды.
Предпочтительно, указанные трубообразные сегменты теплозащитного экрана имеют опору для приспособления к продольному расширению каждого сегмента независимо от других таких сегментов.
Передний конец центральной конструкции может включать часть в виде куполообразного выступа, снабженного внутри одним спиральным проходом для охлаждающей воды для того, чтобы принимать воду из центрального прохода для потока воды в центральной конструкции у наконечника выступа, и направлять эту воду в виде одного потока вокруг выступа и обратно вдоль него для того, чтобы охлаждать выступ одним когерентным потоком охлаждающей воды.
Устройство может включать вход для подачи горячего газа в задний конец канала, причем вход для газа содержит огнеупорный корпус, образующий первый трубообразный проход для газа, расположенный на одной оси с задним концом канала и проходящий прямо к нему, и второй трубообразный проход для газа, расположенный поперек первого прохода, чтобы принимать горячий газ и направлять его в первый проход так, чтобы горячий газ и любые частицы, унесенные им, ударялись об огнеупорную стенку первого прохода, при этом поток газа изменяет направление на пути из первого прохода во второй проход.
Первый и второй проходы для потока газа могут быть по существу перпендикулярными друг другу.
Центральная трубообразная конструкция может проходить по центру средства для входа газа через первый и второй проходы для потока газа и назад на расстояние от входа для газа. Задний конец центральной конструкции может поэтому быть размещен позади входа для газа, и может быть снабжен соединениями для воды, для потока охлаждающей воды в центральную конструкцию и из нее.
Ниже изобретение описывается более подробно на примере конкретного конструктивного выполнения устройства со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 представлен вертикальный разрез емкости для прямой плавки с двумя фурмами для введения твердых частиц и фурмой для горячей продувки согласно изобретению;
фиг.2 - продольное сечение фурмы для горячей продувки;
фиг.3 - продольное сечение в увеличенном масштабе передней части центральной конструкции фурмы;
фиг.4 и 5 - конструкция конца переднего выступа центральной конструкции;
фиг.6 - продольное сечение центральной конструкции;
фиг.7 - участок 8 на фиг.6;
фиг.8 - поперечное сечение по линии 8-8 на фиг.7; и
фиг.9 - поперечное сечение по линии 9-9 на фиг.7.
На фиг.1 показана емкость для прямой плавки, предназначенная для проведения процесса «HIsmelt», описанного в Международной заявке на патент PCT/AU96/00197. Металлургическая емкость обозначена в целом позицией 11 и имеет под, который включает основание 12 и стороны 13, образованные из огнеупорных кирпичей; боковые стенки 14, которые образуют в основном цилиндрический корпус, который проходит вверх по сторонам 13 пода и который включает верхнюю часть 15 корпуса и нижнюю часть 16 корпуса; крышку 17; выход 18 для отходящих газов; форкамеру 19 для непрерывной выгрузки расплавленного металла; и летку 21 для выгрузки расплавленного шлака.
При работе емкость содержит ванну из расплавленного железа и шлака, которая включает слой 22 расплавленного металла и слой 23 расплавленного шлака на слое 22 металла. Стрелка, обозначенная позицией 24, показывает положение номинальной поверхности в состоянии покоя слоя 22 металла, и стрелка, обозначенная номером 25, показывает положение номинальной поверхности в состоянии покоя слоя 23 шлака. Понятно, что термин «поверхность в состоянии покоя» обозначает поверхность, когда в емкость не вводятся газ и твердые частицы.
На емкости смонтированы проходящая по направлению вниз фурма 26 для горячей продувки, для того, чтобы подавать горячий воздух в верхнюю часть емкости, и две фурмы 27 для подачи твердых частиц, проходящие по направлению вниз и внутрь через боковые стенки 14 и внутрь слоя 23 шлака для подачи железной руды, твердого углеродсодержащего материала и флюсов, увлекаемых газом-носителем, обедненным кислородом, в слой 22 металла. Положение фурм 27 выбрано так, чтобы их выходные концы 28 находились над поверхностью слоя 22 металла во время процесса. Это положение фурм уменьшает риск аварии при контакте с расплавленным металлом и также позволяет охлаждать фурмы принудительным внутренним водяным охлаждением без значительного риска, что вода войдет в контакт с расплавленным металлом в емкости.
Конструкция фурмы 26 для горячей продувки показана на фиг.2-9. Как показано на этих фигурах, фурма 26 содержит удлиненный канал 31, в который подают горячий газ через вход 32 для газа, подводимого в верхнюю часть емкости. Фурма включает удлиненную центральную трубообразную конструкцию 33, которая проходит внутри канала 31 для потока газа от его заднего конца до его переднего конца. Вблизи переднего конца канала на центральную конструкцию 33 опирается ряд из четырех лопастей 34, которые создают завихрение потока газа, выходящего из канала. Передний конец центральной конструкции 33 имеет куполообразный выступ 35, который выступает вперед на расстояние от наконечника 36 канала 31, так что передний конец центрального корпуса и наконечник, которым заканчивается канал, взаимодействуют друг с другом для образования кольцевого сопла для расходящегося потока газа из канала с завихрением, создаваемым лопастями 34. Лопасти 34 размещены в виде четырехзаходного спирального образования и установлены на скользящей посадке внутри переднего конца канала.
Стенка основной части канала 31, проходящая вниз по потоку от входа 32 для газа, изнутри охлаждается водой. Эта часть канала содержит ряд из трех концентричных стальных труб 37, 38, 39, проходящих в переднюю концевую часть канала, где они соединяются с наконечником 36 канала. Наконечник 36 канала представляет собой полое кольцевое образование и имеет внутреннее охлаждение водой, подаваемой и возвращающейся через проходы в стенке канала 31. Конкретно, охлаждающая вода подается через вход 41 и кольцевой входной разветвленный трубопровод 42 внутрь внутреннего кольцевого прохода 43 для потока воды, образованного между трубами 38, 39 канала, через полую внутреннюю часть наконечника 36 канала через расположенные по окружности с промежутками отверстия в наконечнике. Вода возвращается из наконечника через расположенные по окружности с промежутками отверстия в наружный кольцевой проход 44 для возврата воды, образованный между трубами 37, 38, и обратно к выходу 45 для воды на заднем конце охлаждаемой водой части канала 31.
Охлаждаемая водой часть канала 31 изнутри футерована внутренней огнеупорной футеровкой 46, которая пригнана к самой внутренней металлической трубе 39 канала, и проходит через нее к охлаждаемому водой наконечнику 36 канала. Внутренняя периферия наконечника 36 канала в общем выполнена заподлицо c внутренней поверхностью огнеупорной футеровки, что образует эффективный проход для потока газа через канал. Передний конец огнеупорной футеровки имеет часть 47 слегка уменьшенного диаметра, в которую заходят лопасти 34, создающие завихрение, на плотной скользящей посадке. Позади части 47 огнеупорная футеровка имеет несколько больший диаметр, чтобы дать возможность вставить центральную конструкцию 33 по направлению вниз через канал при монтаже фурмы до тех пор, пока лопасти 34, создающие завихрение, не достигнут переднего конца канала, где они входят в плотное зацепление с огнеупорной частью 47 посредством конусного огнеупорного участка 48, который размещает и направляет лопасти внутри огнеупорной части 47.
Передний конец центральной конструкции 33, на который опираются лопасти 34, создающие завихрение, изнутри охлаждается водой, подаваемой вперед через центральную конструкцию от заднего конца до переднего конца фурмы, и затем возвращающейся обратно вдоль центральной конструкции к заднему концу фурмы. Это позволяет подавать очень мощный поток охлаждающей воды прямо в передний конец центральной конструкции и в куполообразный выступ 35, в частности, на который при работе фурмы воздействует флюс с очень высокой температурой.
Центральная конструкция 33 содержит внутреннюю и наружную концентричные стальные трубы 50, 51, образованные сегментами труб, размещенными вплотную друг к другу, и сваренными друг с другом. Внутренняя труба 50 образует центральный проход 52 для потока воды, через который вода проходит вперед через центральную конструкцию из входа 53 для воды на заднем конце фурмы к выступу 35 на переднем конце центральной конструкции, и кольцевой проход 54 для возврата воды, образованный между двумя трубами, через который охлаждающая вода возвращается из выступа 35 обратно через центральную конструкцию к выходу 55 для воды на заднем конце фурмы.
Конец 35 выступа центральной конструкции 33 содержит внутренний медный корпус 61, смонтированный внутри оболочки 62 наружного куполообразного выступа, также изготовленной из меди. Внутренний медный корпус 61 имеет центральный проход 63 для потока воды, принимаемого из центрального прохода 52 конструкции 33, и направляемого к наконечнику выступа. Конец 35 выступа снабжен выступающими ребрами 64, которые плотно пригнаны внутрь оболочки 62 выступа для того, чтобы образовать один непрерывный проход 65 для потока охлаждающей воды между внутренней частью 61 и наружной оболочкой 62 выступа. Это особенно хорошо видно на фиг.4 и 5. Ребра 64 имеют такую форму, что образуется один непрерывный проход 65 в виде кольцевых сегментов 66, соединенных между собой сегментами 67, имеющими наклон от одного кольцевого сегмента к следующему.
Таким образом, проход 65 проходит от наконечника выступа в виде спирали, которая, хотя и не является правильным спиральным образованием, образует спираль вокруг выступа и обратно вдоль него, до выхода на заднем конце выступа внутри кольцевого прохода для возврата, образованного между трубами 51, 52 центральной конструкции 33.
Принудительный поток охлаждающей воды в виде одного когерентного потока через спиральный проход 65, проходящего вокруг конца 35 выступа центральной конструкции и обратно вдоль него, обеспечивает эффективный отвод тепла и исключает образование «горячих точек» на выступе, которые могут возникнуть, если имеется возможность разделения охлаждающей воды на отдельные потоки у выступа. В показанном устройстве охлаждающая вода ограничена одним потоком с того момента, когда она входит в конец 35 выступа до того момента, когда она выходит из конца выступа.
Внутренняя конструкция 33 снабжена наружным теплозащитным экраном 69, отражающим тепло, передаваемое от потока горячего газа, входящего в канал 31, к охлаждающей воде, проходящей внутри центральной конструкции 33. В случае воздействия очень высоких температур и больших расходов газа, требующихся в установке для плавки большого масштаба, сплошной огнеупорный экран может иметь лишь небольшой срок службы. В показанной на чертеже конструкции экран 69 образован из трубообразных втулок из керамического материала, который имеется на рынке под названием UMCO. Эти втулки расположены вплотную друг к другу, чтобы образовать непрерывный керамический экран, окружающий воздушный зазор 70 между экраном и самой удаленной трубой 51 центральной конструкции. В частности, экран может быть изготовлен из трубообразных сегментов из UMCO 50, который содержит в вес.% от 0,05 до 0,12% углерода, от 0,5 до 1% кремния, максимум от 0,5 до 1% марганца, 0,02% фосфора, 0,02% серы, от 27 до 29% хрома, от 48 до 52% кобальта, остальное преимущественно железо. Этот материал обеспечивает эффективное теплозащитное экранирование, но он подвержен значительному тепловому расширению при высоких температурах. Чтобы решить эту проблему, отдельные трубообразные сегменты теплозащитного экрана образованы и смонтированы, как показано на фиг.6-9, чтобы дать им возможность расширяться в продольном направлении независимо друг от друга, при этом экран все время остается по существу непрерывным. Как показано на этих фигурах, отдельные втулки смонтированы на фиксирующих полосах 71 и опорных пластинах 72, пригнанных к наружной трубе 51 центральной конструкции 33, причем задний конец каждой трубы экрана имеет ступеньку 73 для того, чтобы пригнать ее к опорной пластине с зазором 74 на конце, чтобы обеспечить возможность независимого продольного теплозащитного расширения каждой полосы. Удерживающие от поворота полоски 75 могут также быть смонтированы на каждой втулке, чтобы пригнать их к одной из фиксирующих полос 71 на трубе 52 для предотвращения поворота втулок экрана.
Горячий газ поступает в канал 31 через вход 32 для газа. Горячий газ может представлять собой воздух, обогащенный кислородом, поступающий через нагревательные печи при температуре порядка 1200°С. Этот воздух подается через систему трубопроводов с огнеупорной футеровкой, и он захватывает огнеупорный порошок, который может вызвать проблемы сильной эрозии, если он поступает с высокой скоростью непосредственно в основную охлаждаемую водой часть канала 31. Вход 32 для газа сконструирован так, чтобы обеспечить подачу в канал большого объема горячего воздуха с частицами огнеупора, и в то же время свести к минимуму повреждение охлаждаемой водой части канала. Канал 31 образован Т-образным корпусом 81, отформованным в виде блока из износостойкого огнеупорного материала и размещенным внутри тонкостенной наружной металлической оболочки 82. Корпус 81 образует первый трубообразный проход 83, расположенный на одной оси с центральным проходом канала 31, и второй трубообразный проход 84, перпендикулярный к проходу 83, для того, чтобы принимать поток горячего воздуха, поступающего из печей (не показаны). Проход 83 расположен на одной оси с проходом для потока газа канала 31 и соединен с ним через центральный проход 85 в огнеупорной соединительной детали 86 входа 32.
Горячий воздух, подаваемый во вход 32, проходит через трубообразный проход 84 корпуса 81 и ударяется об износостойкую огнеупорную стенку толстого огнеупорного корпуса 82, которая является стойкой к эрозии. Затем поток газа изменяет направление и проходит под прямым углом по направлению вниз через проход 83 корпуса 81 Т-образной формы и центральный проход 85 переходной части 86, и в основную часть канала. Стенка прохода 83 может быть сведена на конус по направлению потока вперед для того, чтобы ускорить поток в канале. Она может, например, быть сведена на конус со включенным углом порядка 7°. Толщина переходного огнеупорного корпуса 86 сведена на конус, чтобы пригнать его к толстой стенке огнеупорного корпуса 81 с одного конца и к значительно более тонкой огнеупорной футеровке 48 основной части канала 31. Он соответственно также имеет водяное охлаждение посредством кольцевой охлаждающей водяной рубашки 87, через которую охлаждающая вода циркулирует от входа 88 к выходу 89. Задний конец центральной конструкции 33 проходит через трубообразный проход 83 входа 32 для газа. Он размещен внутри заглушки 91 из огнеупорной футеровки, которая закрывает задний конец прохода 83, причем задний конец центральной конструкции 33 проходит назад от входа 32 для газа к входу 53 для потока воды и выходу 55.
С помощью показанного устройства можно вводить большие объемы горячего газа в емкость 26 для плавки при высокой температуре. Центральная конструкция 33 может подавать большие объемы охлаждающей воды быстро и непосредственно в часть выступа центральной конструкции, и принудительный поток этой охлаждающей воды, в виде неразделенного охлаждающего потока вокруг конструкции выступа дает возможность очень эффективного отбора тепла от переднего конца центральной конструкции. Независимый поток воды к наконечнику канала также дает возможность эффективного отбора тепла от других сильно нагреваемых флюсом компонентов фурмы. Подача потока горячего воздуха во вход, в котором он ударяется о толстую стенку огнеупорной камеры или прохода, перед тем, как пройти вниз в канал, позволяет обрабатывать большие объемы воздуха, загрязненного огнеупорным порошком, без сильной эрозии огнеупорной футеровки и теплозащитного экрана в основной части фурмы.
Класс C21B13/00 Получение губчатого железа или жидкой стали прямым способом