專利名稱：一種純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種純氧冶煉還原爐風(fēng)口處噴入氧氣和煤粉的噴吹裝置，尤其涉 及一種純氧非高爐煉鐵中還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的高爐噴煤工藝中，噴槍直接插入高爐直吹管，在風(fēng)口小套通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)煤 粉與熱風(fēng)的混合。傳統(tǒng)工藝是以熱風(fēng)作為助燃介質(zhì)，熱風(fēng)用量較大，直吹管的內(nèi)徑較大，噴 槍是直接深入直吹管內(nèi)。而在純氧冶煉的工藝中，是以純氧作為助燃介質(zhì)，由于氧氣用量比 熱風(fēng)用量少，因而現(xiàn)有的氧口通道比直吹管要小很多，無法將煤粉噴槍深入直吹管，因而純 氧冶煉工藝中大多應(yīng)用同軸氧煤槍和交叉氧煤槍?，F(xiàn)有的同軸氧煤槍內(nèi)氧煤混合方式主要有以下幾種(1)直流式同軸氧煤槍噴出的煤粉流，由于其軸向速度大，徑向速度小，且無切向 速度，所以煤粉顆粒不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，使得煤粉不能彌散開來，與熱風(fēng)及氧氣的混合不充分， 在火焰中心有一煤粉濃度核心，導(dǎo)致煤粉不能高效燃燒，燃燒率較低，限制了噴煤量的提
尚ο(2)同軸單旋式氧煤槍(氧旋、走外層，煤是直流、走內(nèi)管)，由于外層旋轉(zhuǎn)射流與 中心直流射流的強(qiáng)烈作用，提高了煤粉流的彌散程度，但由于氧氣是旋流，煤粉是直流，而 氣體的質(zhì)量小于固體煤粉的質(zhì)量，使得煤氧的混合并不是最充分的。(3)采取煤粉與氧氣在噴槍頭內(nèi)混方式，雖然混合效果提高，但由于中心層噴煤管 外層為氧氣通道，未直接水冷，面對(duì)爐內(nèi)超高的燃燒溫度，煤管前端很容易燒壞。對(duì)于交叉 氧煤噴槍，煤粉與氧氣在爐內(nèi)交叉混合，存在煤粉與氧氣伴行時(shí)間短問題，特別是在大噴煤 情況下，燃燒率仍有待提高。現(xiàn)有的氧煤噴槍都存在氧煤混合不均及噴槍燒損問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種使得煤粉與氧氣在爐內(nèi)混合燃燒充分的純氧冶煉 還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用下列技術(shù)方案一種純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，包括風(fēng)口小套、風(fēng)口大套、煤粉連接 管、氧氣連接管和法蘭，風(fēng)口大套與風(fēng)口小套縮徑連接，風(fēng)口小套內(nèi)氧氣通道和煤粉通道分 別與風(fēng)口大套內(nèi)的氧氣連接管、煤粉連接管螺紋密封連接，其特征在于氧氣通道和煤粉通 道的出口位于設(shè)置在風(fēng)口小套前部的混合通道內(nèi)，且氧氣通道和煤粉通道的軸線的交點(diǎn)位 于風(fēng)口小套外部。作為進(jìn)一步的優(yōu)化，為了延長(zhǎng)混合通道的使用壽命，所述混合通道的內(nèi)表面設(shè)置 有陶瓷內(nèi)襯。作為進(jìn)一步的優(yōu)化，為了保護(hù)風(fēng)口小套，所述風(fēng)口小套內(nèi)設(shè)置有水腔。作為進(jìn)一步的優(yōu)化，所述氧氣通道和煤粉通道成α角，5° < α <30°。[0013]作為進(jìn)一步的優(yōu)化，為了吸收煤粉連接管的變形，所述風(fēng)口大套的后端設(shè)置有大 套法蘭，大套法蘭上設(shè)置有固定裝置，煤粉連接管固定在固定裝置上。所述固定裝置為一條形韌性鋼板。氧氣、煤粉在風(fēng)口小套前方燃燒，小套前端處于高溫，熔渣等惡劣環(huán)境中，作為進(jìn) 一步的優(yōu)化，為了進(jìn)一步防止風(fēng)口小套被燒毀，風(fēng)口小套材質(zhì)選用鑄銅，并外表面有高溫堆 焊和金屬陶瓷噴涂來保護(hù)風(fēng)口小套。本實(shí)用新型提供了一種滿足氧氣冶煉終還原爐的噴吹裝置，主要用于噴吹氧氣、 煤粉和粉塵等，煤粉和氧氣經(jīng)由不同管道噴吹，保證噴吹操作的安全。煤粉和氧氣管道軸線 經(jīng)由混合通道在風(fēng)口小套前端交匯，兩個(gè)軸線成一定角度交叉射流。當(dāng)交射流相遇時(shí)，由于 各自慣性力的作用，產(chǎn)生相互碰撞和混合，氧與煤的流股在交叉狀態(tài)下混合均勻性提高，提 高煤氧的燃燒率，強(qiáng)化了氧煤燃燒的過程，增加噴煤量。由于煤粉流與氧氣流交匯點(diǎn)位于混合通道外，即風(fēng)口小套前端，而且混合大通道 內(nèi)徑大于煤粉槍內(nèi)徑，風(fēng)口小套內(nèi)冷卻水對(duì)混合通道進(jìn)行冷卻，同時(shí)把氧氣管道內(nèi)徑做細(xì) 或者氧氣出口采用拉瓦爾管式噴口，通過提高氧氣流速、推出著火點(diǎn)，增加回旋區(qū)溫度梯 度，不讓熱量過多集中在風(fēng)口前端，能夠解決氧氣、煤粉等噴吹物質(zhì)提前在風(fēng)口小套內(nèi)混合 帶來的安全隱患以及在風(fēng)口小套內(nèi)混合造成的小套內(nèi)部溫度較高、煤粉管道損壞等問題。此外，煤粉的燃燒是由兩部分組成，首先煤粉通過在混合通道內(nèi)的吸熱進(jìn)行熱解 反應(yīng)，然后是炭與氧接觸發(fā)生氧化反應(yīng)。在第一步的熱解揮發(fā)反應(yīng)中，熱解的速率只與環(huán)境 對(duì)煤粉的加熱速率有關(guān)，在混合通道處煤粉流與氧氣流均得到一段加熱時(shí)間后再交匯，煤 粉與氧氣伴行時(shí)間延長(zhǎng)，從而提高燃燒效率。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖i中件i的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種純氧非高爐煉鐵終還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，包括風(fēng)口小套 1，風(fēng)口大套2、煤粉連接管3，氧氣連接管4，大套法蘭5，煤粉通道8，氧氣通道9，混合通道 10。混合通道10后端密封，內(nèi)部安裝耐磨陶瓷內(nèi)襯，來提高混合通道10的使用壽命。風(fēng)口 小套1內(nèi)設(shè)置有水腔11，其中的冷卻水同時(shí)對(duì)混合通道10和其它通道進(jìn)行冷卻。煤粉通道 8和氧氣通道9軸線相交于P點(diǎn)，P點(diǎn)位于風(fēng)口小套1外。風(fēng)口小套1與風(fēng)口大套2縮徑連 接，連接部分采用錐面結(jié)合硬密封，風(fēng)口大套2外帶有大套法蘭5，由大套法蘭5與爐殼連接 固定。氧氣連接管4、煤粉連接管3前端與風(fēng)口小套1內(nèi)的各自的噴吹通道口通過螺紋連接 頭51連接并頂緊，同時(shí)氧氣連接管4、煤粉連接管3前端外表面設(shè)置有外螺紋，風(fēng)口小套1 對(duì)應(yīng)的孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺栓，兩者之間通過螺紋進(jìn)行螺紋連接7這樣可以進(jìn)一步保證密封效 果，氧氣通道9和煤粉通道8伸出風(fēng)口小套1并與風(fēng)口小套1焊接，使氧氣連接管4、煤粉連 接管3與風(fēng)口小套1連接，同時(shí)又有較好的密封性。煤粉連接管3與大套法蘭5采用固定裝置6連接固定，固定裝置6是一塊條形的
4鋼板，與煤粉連接管3相焊接，與大套法蘭5之間螺栓連接，連接后在工作條件下煤粉連接 管3若有形變可以用連接鋼板的形變來吸收。煤粉通道與混合通道管采用超強(qiáng)耐熱鋼管或 者合金管，利用耐熱鋼表面形成耐高溫固熔體，提高管道的硬度和耐磨性。解決普通噴吹設(shè) 備噴槍前端容易燒毀的問題。本實(shí)用新型可以較好的解決非高爐煉鐵中氧氣、煤粉噴吹問題，采用多通道的風(fēng) 口小套，使氧氣、煤粉等物質(zhì)分開噴吹，保證噴吹的安全，氧氣通道前端產(chǎn)生高速射流，與煤 粉流碰撞，二者充分混合，并將煤、氧燃燒回旋區(qū)推出小套外一段距離。煤粉流和氧氣流經(jīng) 由混合通道交叉匯聚，煤粉和氧氣得到較好的混合。煤粉在混合通道處得到一段時(shí)間加熱， 煤粉熱解后剩余碳與氧氣燃燒，提高燃 燒效率。煤粉流與氧氣流交匯點(diǎn)位于風(fēng)口小套前端， 混合通道內(nèi)徑大于煤粉通道內(nèi)徑，風(fēng)口小套內(nèi)冷卻水對(duì)混合通道進(jìn)行冷卻，同時(shí)把氧氣管 道內(nèi)徑做細(xì)或氧氣出口做成拉瓦爾管式噴口，通過提高氧氣流速、推出著火點(diǎn)，不讓熱量過 多集中在風(fēng)口前端，能夠解決氧氣、煤粉等噴吹物質(zhì)提前在風(fēng)口小套內(nèi)混合帶來的安全隱 患以及在風(fēng)口小套內(nèi)混合造成的風(fēng)口小套內(nèi)部溫度較高、煤粉管道損壞等問題。噴吹通道 與小套設(shè)計(jì)成整體，各個(gè)噴吹通道之間有冷卻水冷卻保證了噴吹裝置的壽命。噴槍與小套 內(nèi)各通道采用螺紋連接，更換方便。本套裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠提高噴吹裝置使用壽命，噴吹物質(zhì)混合燃燒比較充分，噴 槍更換方便，安全性高，緩解內(nèi)混式噴槍噴煤管燒壞的情況，節(jié)能減排。
權(quán)利要求一種純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，包括風(fēng)口小套(1)、風(fēng)口大套(2)、煤粉連接管(3)、氧氣連接管(4)和大套法蘭(5)，風(fēng)口大套(2)與風(fēng)口小套(1)縮徑連接，風(fēng)口小套(1)內(nèi)氧氣通道(9)和煤粉通道(8)分別與風(fēng)口大套(2)內(nèi)的氧氣連接管(4)、煤粉連接管(3)螺紋密封連接，其特征在于氧氣通道(9)和煤粉通道(8)的出口位于設(shè)置在風(fēng)口小套(1)前部的混合通道(10)內(nèi)，且氧氣通道(9)和煤粉通道(8)的軸線的交點(diǎn)位于風(fēng)口小套(1)外部。
2.如權(quán)利要求1所述的純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，其特征在于所述混合 通道(10)的內(nèi)表面設(shè)置有陶瓷內(nèi)襯。
3.如權(quán)利要求2所述的純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，其特征在于所述風(fēng)口 小套⑴內(nèi)設(shè)置有水腔(11)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，其特征在于所述 氧氣通道(9)和煤粉通道(8)成α角，5°彡α < 30°。
5.如權(quán)利要求4所述的純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，其特征在于所述風(fēng)口 大套(2)的后端設(shè)置有大套法蘭(5)，大套法蘭(5)上設(shè)置有固定裝置(6)，煤粉連接管(3) 固定在固定裝置(6)上。
6.如權(quán)利要求5所述的純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，其特征在于所述固定 裝置(6)為一條形鋼板。
7.如權(quán)利要求6所述的純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，其特征在于所述風(fēng)口 小套(1)為鑄銅材質(zhì)，外表面有高溫堆焊和金屬陶瓷層。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種純氧冶煉還原爐氧氣和煤粉噴吹裝置，包括風(fēng)口小套(1)、風(fēng)口大套(2)、煤粉連接管(3)、氧氣連接管(4)和大套法蘭(5)，風(fēng)口大套(2)與風(fēng)口小套(1)縮徑連接，風(fēng)口小套(1)內(nèi)氧氣通道(9)和煤粉通道(8)分別與風(fēng)口大套(2)內(nèi)的氧氣連接管(4)、煤粉連接管(3)螺紋密封連接，氧氣通道(9)和煤粉通道(8)的出口位于設(shè)置在風(fēng)口小套(1)前部的混合通道(10)內(nèi)，且氧氣通道(9)和煤粉通道(8)的軸線的交點(diǎn)位于風(fēng)口小套(1)外部。氧氣、煤粉由不同通道進(jìn)入風(fēng)口小套，兩通道交匯于風(fēng)口小套前端的一端頭封閉的混合通道，氧氣和煤粉在混合通道開始接觸并混合，提高煤粉和氧氣的燃燒率。
文檔編號(hào)C21B13/00GK201762354SQ20102026539
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者倪曉明, 宋華, 彭華國, 王濤, 蔡松伯, 金明芳 申請(qǐng)人:中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司