專利名稱：一種高爐噴煤預(yù)燃器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，涉及高爐噴煤技術(shù)和高爐送風(fēng)技術(shù)，尤其是涉及高爐噴煤預(yù)燃器。
背景技術(shù)：
眾所周知，高爐噴吹煤粉的噴槍一般都安裝在距風(fēng)口入口斷面較近的位置，煤粉基本是在回旋區(qū)內(nèi)著火和燃燒。由于回旋區(qū)空間有限，熱風(fēng)流速又高，煤粉的停留時(shí)間很短，很難完全燃燒。根據(jù)高爐風(fēng)口前的實(shí)際取樣調(diào)查證明，在回旋區(qū)內(nèi)煤粉只能燃燒70%。 如果噴煤量增加，燃燒率還要下降。為了提高煤粉燃燒率，需要延長煤粉的反應(yīng)時(shí)間。利用直吹管預(yù)燃一部分煤粉增加了煤粉的反應(yīng)時(shí)間，會使燃燒率有較大提高?！痘ひ苯稹返?5卷第1期(1994年2月出版)發(fā)表的《高爐風(fēng)口直吹管預(yù)燃煤粉模擬實(shí)驗(yàn)和計(jì)算》，公布了一種直吹管預(yù)燃煤粉模擬實(shí)驗(yàn)的裝置和實(shí)驗(yàn)研究成果。根據(jù)其研究成果表明在以內(nèi)壁面溫度不超過內(nèi)襯材料的耐火溫度為限制條件下，將噴槍插入直吹管內(nèi)距離風(fēng)口入口 500 1200mm的位置處，在直吹管內(nèi)可預(yù)燃無煙煤50 %、煙煤60 %以上。但該文獻(xiàn)本沒有提出適合工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的具體裝置。以實(shí)現(xiàn)上述研究成果為目的的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，是最新的中國專利申請 201010571279. 0,201010571262. 5,201010603604. 7,201110024842. I0 其中 201010571279. 0,201010571262. 5專利申請是將現(xiàn)有噴槍插入直吹管內(nèi)距離風(fēng)口入口 500 2000mm的位置，由于煤粉在直吹管內(nèi)燃燒率超過50%，會產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的煤灰分熔渣，這將造成在風(fēng)口內(nèi)結(jié)渣的可能性；而在201010603604. 7,201110024842. 7專利申請中， 是將煤粉先噴入直吹管內(nèi)設(shè)置的中心通道中進(jìn)行預(yù)熱或者預(yù)燃，但在構(gòu)成直吹管內(nèi)中心通道的耐材一旦出現(xiàn)破損后，由于煤粉大量燃燒，其結(jié)果可能使直吹管殼體承受不了高溫而出現(xiàn)直吹管燒穿事故。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出一種高爐噴煤預(yù)燃器，是為克服上述各專利申請的缺陷，限制煤粉預(yù)燃數(shù)量，防止風(fēng)口結(jié)渣，在煤粉預(yù)燃器破損時(shí)，確保噴煤預(yù)燃器的安全性。一種高爐噴煤預(yù)燃器是由噴槍、鎖緊裝置、密封填料、安裝座、水冷殼體組件、煤粉預(yù)燃器、耐火材料組成，其中煤粉預(yù)燃器安裝在水冷殼體組件內(nèi)，煤粉預(yù)燃器的外壁與水冷殼體組件內(nèi)殼的內(nèi)壁之間填充了耐火材料；其安裝座是分別與水冷殼體組件的外殼和內(nèi)殼焊接；噴槍插入安裝座內(nèi)，被密封填料和鎖緊裝置固定；噴槍穿過耐火材料和煤粉預(yù)燃器的支撐葉片，伸到煤粉預(yù)燃器的內(nèi)管內(nèi)。上述的水冷殼體組件是由凸球面端頭、法蘭、內(nèi)殼、外殼、水道隔板、進(jìn)水管、出水管組成。上述水冷殼體組件的內(nèi)殼和安裝座是一個(gè)整體鑄造件。上述水冷殼體組件的內(nèi)殼，是與其凸球面端頭、法蘭、水道隔板中的任意一個(gè)、或者任意兩個(gè)、或者全部共同鑄造成為一個(gè)整體件。上述水冷殼體組件的內(nèi)殼村質(zhì)是銅或者耐熱鋼。上述的煤粉預(yù)燃器是由內(nèi)管、外管和支撐葉片組成。其內(nèi)管和外管是同心的，或者是不同心的。其支撐葉片的數(shù)量是與噴槍的數(shù)量相同。其支撐葉片或者是和內(nèi)管結(jié)合在一起，或者是和外管結(jié)合在一起，或者是與內(nèi)管和外管共同結(jié)合在一起。本實(shí)用新型是優(yōu)選支撐葉片與內(nèi)管和外管共同結(jié)合在一起。該支撐葉片全部或者部分是直線或者螺旋線的形狀。在上述煤粉預(yù)燃器的支撐葉片上，預(yù)留有供噴槍穿過的一個(gè)孔。或者在正對噴槍的出口處，預(yù)留有連通煤粉預(yù)燃器內(nèi)管的孔，噴槍是穿過耐火材料伸到該孔靠近煤粉預(yù)燃器外管的一側(cè)。噴槍噴吹的煤粉是通過該孔進(jìn)入煤粉預(yù)燃器的內(nèi)管內(nèi)部。上述的煤粉預(yù)燃器是由A型管道磚、B型管道磚、C型管道磚、D型管道磚砌筑而成。其中A型管道磚和B型管道磚之間的結(jié)合面是一個(gè)錐形面；在錐形面上，它們各自的支撐葉片沿錐形輪廓線方向均被挖去了一個(gè)半圓；在A型管道磚和B型管道磚砌筑在一起時(shí)， 它們各自在支撐葉片上的半圓，共同構(gòu)成供噴槍插入的孔，或者供煤粉通過的孔。而C型管道磚是內(nèi)管比外管長，使得內(nèi)管直接伸入D型管道磚內(nèi)。其D型管道磚是一個(gè)錐管狀的單管磚。上述的煤粉預(yù)燃器的A型管道磚、B型管道磚、C型管道磚、D型管道磚，在生產(chǎn)制造時(shí)，是通過粘結(jié)劑粘接后被燒結(jié)為一個(gè)整體。上述的煤粉預(yù)燃器的材質(zhì)為氮化硅結(jié)合的碳化硅，其SiC ^ 70%, Si3N4 ^ 20%, 其1200 1400°C的高溫抗折強(qiáng)度彡35MPa0上述的煤粉預(yù)燃器，是通過調(diào)整中心通道入口的直徑，即通過調(diào)整A型管道磚內(nèi)管的內(nèi)徑，來調(diào)整進(jìn)入中心通道內(nèi)的熱風(fēng)流量，從而調(diào)整煤粉在噴煤預(yù)燃器的中心通道中的預(yù)燃率。本實(shí)用新型所優(yōu)選的煤粉預(yù)燃率，是使煤粉預(yù)燃后的產(chǎn)物溫度低于熱風(fēng)溫度，即低于 13000C ο本實(shí)用新型的有益效果是(1)本實(shí)用新型提出的高爐噴煤預(yù)燃器，是將煤粉預(yù)燃器安裝在水冷殼體組件內(nèi)， 因此，在煤粉預(yù)燃器的耐材出現(xiàn)破損狀況時(shí)，煤粉大量燃燒所形成的高溫，將不會造成殼體破損而危及安全生產(chǎn)。(2)本實(shí)用新型提出的高爐噴煤預(yù)燃器，是通過控制參與煤粉預(yù)燃的熱風(fēng)流量，來實(shí)現(xiàn)對煤粉預(yù)燃率的控制，從而控制生成產(chǎn)物的溫度。因此，在本實(shí)用新型優(yōu)選的條件下， 煤粉預(yù)燃后的產(chǎn)物溫度低于熱風(fēng)溫度，使得煤粉預(yù)燃器的內(nèi)管耐材得以延長了使用壽命。C3)本實(shí)用新型在噴煤預(yù)燃器的入口處設(shè)置法蘭，可以方便更換煤粉預(yù)燃器。尤其是在采用各型管道磚砌筑的情況下，簡單易行，成本低，更換維護(hù)方便。(4)本實(shí)用新型保留了現(xiàn)有專利申請進(jìn)行共軸噴煤的優(yōu)點(diǎn)，其“二次噴吹”的技術(shù)效果，將確保預(yù)燃后的產(chǎn)物不會接觸到風(fēng)口。(5)本實(shí)用新型將噴槍置于煤粉預(yù)燃器的支撐葉片中，不承受熱風(fēng)氣流的直接沖擊，延長了噴槍的使用壽命。因此，在定期更換煤粉預(yù)燃器的情況下，既節(jié)約了現(xiàn)有更換噴槍所使用的時(shí)間，也節(jié)約了噴槍更換成本。
圖1為實(shí)施例1，是圖2的A-A截面視圖。圖2為圖1的BOB旋轉(zhuǎn)截面投影視圖。圖3為圖1的C-C截面視圖。圖4為圖1的D-D截面視圖。圖5為實(shí)施例2，是圖6的E-E截面視圖。圖6為圖5的FOF旋轉(zhuǎn)截面投影視圖。圖7為圖5的G-G截面視圖。圖8為圖5的H-H截面視圖。如圖中，1為噴槍，2為鎖緊裝置，3為密封填料，4為安裝座，5為凸球面端頭，6 為法蘭，7為內(nèi)殼，8為外殼，9為水道隔板，10為水道，11為進(jìn)水管，12為出水管，13為A型磚，14為B型磚，15為C型磚，16為D型磚，17為中心通道，18為環(huán)形通道，19為耐火材料， 20為外管中心線，21為內(nèi)管中心線，22為外管，23為內(nèi)管，對支撐葉片，25為水冷殼體組件，26為煤粉預(yù)燃器。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3、4為本實(shí)用新型的典型實(shí)施例1。如圖1中，本實(shí)用新型的高爐噴煤預(yù)燃器是由噴槍1、鎖緊裝置2、密封填料3、安裝座4、水冷殼體組件25、煤粉預(yù)燃器沈、耐火材料19組成。煤粉預(yù)燃器沈安裝在水冷殼體組件25內(nèi)，煤粉預(yù)燃器沈的外壁與水冷殼體組件25內(nèi)殼7的內(nèi)壁之間填充了耐火材料19。其安裝座4是分別與水冷殼體組件25的外殼8和內(nèi)殼7焊接。噴槍1插入安裝座 4內(nèi)，被密封填料3和鎖緊裝置2固定。在如圖2中可見，噴槍1是穿過耐火材料19和煤粉預(yù)燃器26的支撐葉片M伸到煤粉預(yù)燃器沈的內(nèi)管23內(nèi)的。如圖1中，上述的水冷殼體組件25是由凸球面端頭5、法蘭6、內(nèi)殼7、外殼8、水道隔板9、進(jìn)水管11、出水管12組成。如圖1中，上述的煤粉預(yù)燃器沈是由A型管道磚13、B型管道磚14、C型管道磚 15、D型管道磚16砌筑而成。從如圖2、3可知，A型管道磚13、B型管道磚14、C型管道磚 15是雙層的管道磚。它們有內(nèi)管23和外管22，是同心的，并且內(nèi)管23和外管22之間通過支撐葉片M連接為一體。如圖1、4所示，D型管道磚16是一個(gè)錐管狀的單管磚。如圖1、2所示，A型管道磚13和B型管道磚14之間的結(jié)合面是一個(gè)錐形面。在錐形面上，它們各自的支撐葉片M沿錐形輪廓線方向均被挖去了一個(gè)半圓。當(dāng)A型管道磚 13和B型管道磚14砌筑在一起時(shí)，它們各自在支撐葉片M上的半圓，共同構(gòu)成供噴槍1插入的孔，或者成為供煤粉通過的孔。如圖1、4所示，C型管道磚15是內(nèi)管比外管長，使得內(nèi)管可以直接伸入D型管道磚16內(nèi)。C型管道磚15采用長內(nèi)管設(shè)計(jì)的作用是擴(kuò)大C型管道磚15出口處的環(huán)形通道 18的面積，同時(shí)使環(huán)形通道18內(nèi)的熱風(fēng)氣流在周向分布均勻化。根據(jù)如圖1所示的A型管道磚13、B型管道磚14、C型管道磚15、D型管道磚16， 在生產(chǎn)時(shí)，或者是通過粘結(jié)劑粘接后，被燒結(jié)為一個(gè)整體。如圖5、6、7、8為本實(shí)用新型的典型實(shí)施例2。
5[0040]如圖5中所示，上述水冷殼體組件25的內(nèi)殼7是與其凸球面端頭5、法蘭6共同鑄造為一體的。如圖5、6中所示，上述水冷殼體組件的內(nèi)殼7和安裝座4是鑄造成在一起，為一個(gè)整體鑄造件。如圖5、6、7、8中所示，煤粉預(yù)燃器是由內(nèi)管23、外管22和支撐葉片M組合而成。 其內(nèi)管中心線21和外管中心線20是不重合的，呈偏心狀態(tài)。煤粉預(yù)燃器的支撐葉片對有多種狀態(tài)，它或者是和內(nèi)管23結(jié)合在一起，或者是和外管22結(jié)合在一起，或者是與內(nèi)管23 和外管22同時(shí)結(jié)合在一起。本實(shí)用新型是優(yōu)選支撐葉片M與內(nèi)管23和外管22共同結(jié)合
在一起。在上述典型實(shí)施例1、2中，上述水冷殼體組件25的內(nèi)殼7，或者是與其凸球面端頭 5、法蘭6、水道隔板9中的任意一個(gè)、或者任意兩個(gè)或者全部同時(shí)鑄造成為一個(gè)整體件。在上述典型實(shí)施例1中，在煤粉預(yù)燃器的支撐葉片上，預(yù)留有供噴槍穿過的一個(gè)孔。在上述典型實(shí)施例2中，在正對噴槍的出口處預(yù)留有連通煤粉預(yù)燃器內(nèi)管的孔，噴槍是穿過耐火材料伸到該孔靠近煤粉預(yù)燃器的外管的一側(cè)。此時(shí)，噴槍噴吹的煤粉是通過該孔進(jìn)入煤粉預(yù)燃器的內(nèi)管內(nèi)部。如圖2、3、5、6中所示，支撐葉片M的數(shù)量是與噴槍1的數(shù)量相同。在生產(chǎn)制造時(shí)， 該支撐葉片M全部或者部分是直線或者螺旋線的形狀。在如圖1、2中，水冷殼體組件25的內(nèi)殼7材質(zhì)是銅或者是耐熱鋼。在如圖1、2中，煤粉預(yù)燃器沈的材質(zhì)為氮化硅結(jié)合的碳化硅，其SiC ^ 70%, Si3N4彡20%，其1200 1400°C的高溫抗折強(qiáng)度彡35MPa。在上述典型實(shí)施例1中，如圖1所示的法蘭6可以被去除。此時(shí)，水冷殼體組件25 的內(nèi)殼7是同與之相接的現(xiàn)有直吹管的殼體相焊接。在如圖1中，高爐噴煤預(yù)燃器是通過調(diào)整中心通道17入口的直徑，即調(diào)整A型管道磚13內(nèi)管23的內(nèi)徑，來調(diào)整進(jìn)入中心通道17內(nèi)的熱風(fēng)流量，從而調(diào)整煤粉在噴煤預(yù)燃器沈的中心通道17內(nèi)的預(yù)燃率。本實(shí)用新型所優(yōu)選的煤粉預(yù)燃率，是使煤粉預(yù)燃后的產(chǎn)物溫度低于熱風(fēng)溫度，即低于1300°C。說明書附圖1為摘要附圖。
權(quán)利要求1.一種高爐噴煤預(yù)燃器，其特征在于它是由噴槍、鎖緊裝置、密封填料、安裝座、水冷殼體組件、煤粉預(yù)燃器、耐火材料組成，其中煤粉預(yù)燃器安裝在水冷殼體組件內(nèi)，煤粉預(yù)燃器的外壁與水冷殼體組件內(nèi)殼的內(nèi)壁之間填充了耐火材料；其安裝座是分別與水冷殼體組件的外殼和內(nèi)殼焊接；噴槍插入安裝座內(nèi)，被密封填料和鎖緊裝置固定；噴槍穿過耐火材料和煤粉預(yù)燃器的支撐葉片，伸到煤粉預(yù)燃器的內(nèi)管內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐噴煤預(yù)燃器，其特征在于所述的水冷殼體組件是由凸球面端頭、法蘭、內(nèi)殼、外殼、水道隔板、進(jìn)水管、出水管組成，其內(nèi)殼是與凸球面端頭、法蘭、 水道隔板中的任意一個(gè)、或者任意兩個(gè)、或者全部共鑄造成為一個(gè)整體件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐噴煤預(yù)燃器，其特征在于所述的煤粉預(yù)燃器是由內(nèi)管、 外管和支撐葉片組成，其內(nèi)管和外管是同心的或者是不同心的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐噴煤預(yù)燃器，其特征在于所述水冷殼體組件的內(nèi)殼是和安裝座共同鑄造成一個(gè)整體件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐噴煤預(yù)燃器，其特征在于所述的煤粉預(yù)燃器是由A型管道磚、B型管道磚、C型管道磚、D型管道磚砌筑而成；在制造過程中，它們或者是通過粘結(jié)劑粘接后被燒結(jié)為一個(gè)整體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐噴煤預(yù)燃器，其特征在于所述水冷殼體組件的內(nèi)殼材質(zhì)是銅或者耐熱鋼。
專利摘要本實(shí)用新型提出的一種高爐噴煤預(yù)燃器，是由噴槍、鎖緊裝置、密封填料、安裝座、水冷殼體組件、煤粉預(yù)燃器、耐火材料組成，煤粉預(yù)燃器被安裝在水冷殼體組件內(nèi)，噴槍是插入安裝座內(nèi)被密封填料和鎖緊裝置固定，它穿過耐火材料和煤粉預(yù)燃器的支撐葉片直接伸到煤粉預(yù)燃器的內(nèi)管內(nèi)。該噴煤預(yù)燃器可限制煤粉預(yù)燃數(shù)量，防止風(fēng)口結(jié)渣，在煤粉預(yù)燃器破損時(shí)，確保噴煤預(yù)燃器的安全性。
文檔編號C21B5/00GK202187013SQ20112014596
公開日2012年4月11日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者張昭貴 申請人:張昭貴