Proiectarea centurii tuyere are o mare influență asupra funcționării cuptorului. Se compune din următoarele părți principale: cutia tuyerei de aer, spițele și coturile care alimentează cu aer tuyerele, tuyerele însele și este proiectată să alimenteze cu aer arborele cuptorului.
Cutia de aer este o carcasă care înconjoară arborele. Volumul intern al cutiei trebuie să fie suficient de mare pentru ca aerul care intră în ea din conducta principală de aer, să fie distribuit uniform pe lănci. În același scop, alimentarea cu aer a inelului se realizează prin două furtunuri simetrice.
Designul cutiei de aer trebuie să permită răcirea carcasei. Cutia nu trebuie să fie foarte aproape de carcasă, între ea și carcasă trebuie să existe un spațiu de 150-200 mm.
Cuptoarele fără încălzire prin suflare au cutii de tuyere cu secțiune dreptunghiulară (fig. 2.6), cu încălzire prin suflare — cu secțiune circulară și sunt căptușite din interior cu cărămizi ușoare sau acoperite cu izolație termică din exterior.
În cazul în care cuptorul nu dispune de suflantă încălzită sau de răcire cu apă, iar durata de topire este de cel puțin 5-6 ore, este obligatorie utilizarea a două sau trei rânduri de tuyere. Tuyerele sunt eșalonate uniform în jurul circumferinței cuptorului. Suprafața totală a ieșirilor tuyerelor de-a lungul diametrului interior al arborelui trebuie să fie de la 1/4 la 1/5 din secțiunea transversală a cuptorului în zona tuyerelor. Din suprafața totală a secțiunii transversale a tuturor tuyerelor, 80 % cade pe primul rând (principal) de tuyere și 20 % — pe restul, iar tuyerele din al doilea și al treilea rând sunt aceleași. Distanța dintre rândurile de tuyere este de 200-300 mm. Numărul de tuyere este de la 4 la 8 într-un rând, în funcție de diametrul cuptorului.
Pentru cuptoarele de cocserie fără supraîncălzire, se utilizează instalarea de tuyere cu cutie pe două și trei rânduri și tuyere cu fantă pe două rânduri. Tuyerele cu fante se utilizează în cazul cuptoarelor de cocs de dimensiuni mici, cu bănci de porci, unde neuniformitatea alimentării cu aer de-a lungul perimetrului este afectată semnificativ.
Dimensiunile principale ale centurii tuyere cu tuyere cu cutie (Fig. 2.6) sunt prezentate în tabelul 2.2. Fiecare tuyere este alimentată independent cu aer, ceea ce permite reglarea alimentării cu explozibil și excluderea zgurii din tuyere. Reglarea se realizează prin clapete rotative. Cutia de aer sudată a cuptorului este formată din două jumătăți conectate prin flanșe. În partea superioară a cutiei este instalată o supapă de siguranță cu membrană și este încorporat un tub pentru un manometru. Pentru comunicarea cu atmosfera este prevăzut un tub cu o supapă. Supapa servește la excluderea distrugerii structurii în caz de trântire în caz de acumulare în ieșirile de aer a gazelor din cuptor.
Furmele trebuie să fie realizate sub formă de cutii din fontă, care se extind spre interior și au o ușoară înclinare de 10-15 °. Aceste cutii nu ating peretele interior la 4 0-50 mm, iar gaura din interiorul arborelui sunt realizate în căptușeală.
Vârfurile și coturile aduc aerul din cutie la lănci. Secțiunile transversale ale țevilor și coturilor nu trebuie să fie mai mici decât deschiderile tuyerelor Fcoturi≤(0,25-0,3)Fф. Este mai bine dacă acestea depășesc cu 25-30 % secțiunile transversale ale deschiderilor tuyerelor. O astfel de dispunere a tuyerelor exclude complet zgura.
Distanța de la fața cuptorului până la axa primului rând de tuyere (înălțimea focarului) este esențială pentru obținerea fontei brute de o anumită calitate și compoziție chimică. În cazul cuptoarelor fără piggy banks, această distanță trebuie să fie egală cu 350-450 mm; în cazul cuptoarelor echipate cu piggy banks, precum și la topirea în acestea a fontei cu conținut scăzut de carbon și a fontei ductile, înălțimea gâtului trebuie să fie de 150-300 mm.
Practica utilizării unui sistem de tuyere cu mai multe rânduri a arătat că temperatura metalului produs crește cu 25-30 °C, productivitatea cuptorului crește cu 15-20 %, consumul de cocs este redus cu 20 % și tuyerele cu zgură sunt puternic reduse.
Pentru a asigura o alimentare uniformă cu explozibil de-a lungul întregului perimetru al burdufului liber și, datorită acestui fapt, pentru a îmbunătăți alimentarea cu aer a cuptorului, au fost create așa-numitele tuyere cu fante (fig. 2.7). Ferestrele tuyerelor sunt tăiate în carcasa cuptorului, lungimea totală a acestora trebuind să fie de 45 % din perimetrul carcasei, înălțimea ferestrelor fiind egală cu înălțimea fantei tuyerelor. Distanța dintre ferestrele tuyerelor este de 250-300 mm. Colțurile sunt sudate pe partea interioară a învelișului, iar în ele sunt tăiate ferestre tuyere similare. Fantele solide sunt formate de căptușeală, care este susținută de inele de sprijin pe colțuri.
Raportul dintre aria tuyerei principale cu fante (inferioare) și aria secțiunii transversale a centurii de topire a cuptorului este egal cu 1/4. Înălțimea tuyerei principale cu fantă este determinată de expresia πDh = πD 2 /4-4, de unde h=D/16, unde h este înălțimea fantei, mm; D este diametrul cuptorului, mm.
Tabelul 2.3 prezintă principalele dimensiuni ale centurii tuyerelor cu fante pentru cuptoare cu diametrul de 500-900 mm, înălțimea celui de-al doilea tuyere cu fante, indiferent de diametrul cuptorului, trebuie să fie egală cu 35 mm, iar distanța dintre axele tuyerelor 300-350 mm.
Pentru funcționarea eficientă a cuptorului cu tuyere cu fante, este necesar să se furnizeze 60-70 % din suflul total către tuyerele inferioare și 30-40 % către cele superioare. Prin urmare, cutia de aer este împărțită în două, iar aerul este furnizat separat în fiecare jumătate a cutiei și a tuyerei. Conductele de aer sunt prevăzute cu dispozitive de măsurare a debitului și cu supape de strangulare.
Practica de lucru a arborilor cu tuyere cu fante a arătat că temperatura metalului eliberat crește cu 30-40 ° C și productivitatea crește cu 15-20%. În plus, zidirea și repararea centurii tuyerei este facilitată și accelerată, zgura tuyerei este mai redusă și nu se formează calcar în zona de topire și în tuyere.
În cazul cuptoarelor cu diametru mare (1300 mm și peste), oxigenul din aer nu ajunge în centrul gropii goale și nu afectează procesul de topire a fierului. Pentru a elimina această zonă „moartă” și, în consecință, pentru a crește productivitatea furnalului și temperatura metalului produs, este necesar să se apropie ieșirile tuyerelor de centrul furnalului. În acest scop, se utilizează tuyere de cupru răcite cu apă, prelungite în puțul cuptorului (ca tuyerele de furnal). Fig. 2.8 prezintă o vedere generală a tuyerelor retractabile răcite cu apă. Adâncimea de instalare a tuyerei trebuie determinată pe baza experienței.
Este rezonabil să se utilizeze tuyere neretractabile răcite cu apă pe toate furnalele înalte fierbinți fără răcirea cu apă a benzii de topire. Aceasta exclude topirea tuyerelor, stabilizează secțiunile transversale de proiectare ale acestora și condițiile de alimentare cu aer a cuptorului.
Mașini de suflat
Mașinile suflante (tabelul 2.4) servesc la suflarea și arderea eficientă a cocsului în spațiul de lucru al cuptorului. Acestea sunt selectate în funcție de capacitatea și disponibilitatea recuperatorului sau a încălzitorului de aer.
Sisteme de încărcare, dozare și încărcare a încărcăturii
Pentru funcționarea neîntreruptă a cuptoarelor, acestea sunt echipate cu un sistem de preluare și cântărire a tuturor componentelor încărcăturii (peleți) și de încărcare a acestora în puțul cuptorului (pentru detalii, a se vedea Încărcarea încărcăturii în cuptor).
