專利名稱：一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口。
背景技術(shù)：
熔融還原煉鐵爐簡稱COREX爐，熔融還原煉鐵是一種非高爐煉鐵工藝，COREX爐具有流程短、污染低等優(yōu)勢，是對(duì)傳統(tǒng)高爐煉鐵技術(shù)的一次革命。該技術(shù)是世界鋼鐵工業(yè)的前沿高新技術(shù)，是一種用煤和礦生產(chǎn)熱鐵水的新工藝，不使用焦煤，能避免因焦煤資源日趨稀缺造成的高爐煉鐵成本的大幅上升，在環(huán)保方面也具有明顯優(yōu)勢，屬清潔生產(chǎn)工藝，能進(jìn)行能源的綜合循環(huán)利用。COREX爐使用純氧鼓風(fēng)，使用塊煤作為燃料，爐內(nèi)溫度超過2000攝氏度以上。純氧通過設(shè)置于爐體的多個(gè)吹氧風(fēng)口送入爐內(nèi)，通常吹氧風(fēng)口為一圓臺(tái)形外殼，圓臺(tái)形外殼中心設(shè)有吹氧直管，垂直隔板將圓臺(tái)形外殼分隔為前腔和后腔，前腔通過環(huán)形隔板分隔為連通的內(nèi)腔和外腔，后腔端面設(shè)有后腔進(jìn)水口、后腔出水口、前腔進(jìn)水管和前腔出水管，前腔進(jìn)水管連接前腔的內(nèi)腔，前腔出水管連接前腔的外腔；吹氧風(fēng)口的后腔部位設(shè)置于爐壁內(nèi)，吹氧風(fēng)口的前腔部位伸出爐壁位于爐體內(nèi)，純氧經(jīng)吹氧管送入爐體內(nèi)；一路冷卻水經(jīng)后腔進(jìn)水口流入吹氧風(fēng)口后腔至后腔出水口流出，用于冷卻吹氧風(fēng)口的后腔；另一路冷卻水經(jīng)前腔進(jìn)水管流入內(nèi)腔、外腔后經(jīng)前腔出水管流出，用于冷卻吹氧風(fēng)口的前腔；實(shí)際使用時(shí)，純氧經(jīng)吹氧管吹出后會(huì)在吹氧管出口處形成負(fù)壓區(qū)，爐內(nèi)的高溫爐氣裹攜粉塵高速回旋補(bǔ)充至該負(fù)壓區(qū)，產(chǎn)生高溫沖刷氧化腐蝕吹氧風(fēng)口前端，導(dǎo)致吹氧管出口和吹氧風(fēng)口前腔燒損，前腔的冷卻水泄漏，此時(shí)只能關(guān)斷前腔進(jìn)水管，廢棄該吹氧風(fēng)口的使用，嚴(yán)重影響了 COREX爐的正常運(yùn)行；制約了 COREX爐的產(chǎn)能。為提高吹氧風(fēng)口的使用壽命，避免吹氧風(fēng)口燒損，對(duì)吹氧風(fēng)口結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，其主要在吹氧風(fēng)口前端的吹氧直管周邊設(shè)置一凹口，該凹口形成擾流屏蔽罩，改變周圍高溫還原性氣體的流場分布，使高溫回旋氣體的流場范圍擴(kuò)大，能夠顯著降低氣體流速，避免高溫回旋氣流對(duì)吹氧風(fēng)口的直接高溫沖刷，并將主要燃燒過程延伸到了擾流屏蔽罩區(qū)域，提高了吹氧風(fēng)口的使用壽命。但這一結(jié)構(gòu)改進(jìn)難以避免吹氧風(fēng)口前端擾流屏蔽罩在高溫、氣流作用下的燒損，燒損后的擾流屏蔽罩前端口徑變大，降低了對(duì)吹氧風(fēng)口的主氧射流的保護(hù)，影響了氧氣的輸送，同時(shí)，增加了爐內(nèi)回旋氣體對(duì)擾流屏蔽罩內(nèi)區(qū)域的滲入，進(jìn)一步造成吹氧風(fēng)口的損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口，本吹氧風(fēng)口有效提高了使用壽命，在將燃燒區(qū)域移至擾流屏蔽罩外的同時(shí)，有效提高氧氣射流速度，大幅減少了 COREX爐的故障率，保證了 COREX爐的正常運(yùn)行。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口包括圓臺(tái)形外殼、吹氧直管、垂直隔板、環(huán)形隔板、后腔進(jìn)水口、后腔出水口、前腔進(jìn)水管和前腔出水管，所述吹氧直管設(shè)于所述圓臺(tái)形外殼中心，所述垂直隔板垂直所述圓臺(tái)形外殼軸向設(shè)于圓臺(tái)形外殼內(nèi)并將圓臺(tái)形外殼分隔為前腔和后腔，所述環(huán)形隔板平行所述圓臺(tái)形外殼軸向設(shè)于所述前腔內(nèi)并將前腔分隔為連通的內(nèi)腔和外腔，所述后腔進(jìn)水口、后腔出水口、前腔進(jìn)水管和前腔出水管設(shè)于所述后腔端面，所述后腔進(jìn)水口和后腔出水口連通所述后腔，所述前腔進(jìn)水管連通所述內(nèi)腔，所述前腔出水管連通所述外腔，所述前腔端面沿所述吹氧直管中心設(shè)有凹口， 所述凹口連通所述吹氧直管；本吹氧風(fēng)口還包括進(jìn)氣管和環(huán)形套，所述進(jìn)氣管設(shè)于所述后腔端面并位于后腔內(nèi)，所述環(huán)形套套于所述吹氧直管中部外壁并之間存有空腔，所述空腔兩端密封，所述進(jìn)氣管位于所述后腔內(nèi)的一端連通所述環(huán)形套與吹氧直管外壁間的空腔， 所述吹氧直管前段管壁沿軸向間隔開有若干通孔，所述若干通孔連通所述空腔和凹口。進(jìn)一步，依據(jù)所述吹氧直管的孔徑大小及管壁厚薄，上述的若干通孔可以是8-18 個(gè)，通孔的孔徑可以是3-10mm。由于本發(fā)明熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口采用了上述技術(shù)方案，即吹氧直管設(shè)于圓臺(tái)形外殼中心，通過垂直隔板將圓臺(tái)形外殼分隔為前腔和后腔，通過設(shè)于前腔的環(huán)形隔板將前腔分隔為連通的內(nèi)腔和外腔，前腔的端面沿吹氧直管中心設(shè)有凹口，后腔進(jìn)水口、后腔出水口、前腔進(jìn)水管和前腔出水管設(shè)于后腔端面并分別連通后腔及內(nèi)腔與外腔，進(jìn)氣管設(shè)于后腔端面并位于后腔內(nèi)，環(huán)形套套于吹氧直管中部外壁并之間存有空腔，空腔兩端密封， 進(jìn)氣管位于后腔內(nèi)的一端連通環(huán)形套與吹氧直管外壁間的空腔，吹氧直管前段管壁沿軸向間隔開有若干通孔，若干通孔連通所述空腔和凹口。本吹氧風(fēng)口有效提高了使用壽命，在將燃燒區(qū)域移至擾流屏蔽罩外的同時(shí)，有效提高氧氣射流速度，大幅減少了 COREX爐的故障率，保證了 COREX爐的正常運(yùn)行。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明圖1為本發(fā)明一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的A向視圖，圖3為圖2的B-B向視圖，圖4為圖2的C-C向視圖，圖5為圖3的D-D向視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1至圖5所示，本發(fā)明一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口包括圓臺(tái)形外殼1、吹氧直管2、垂直隔板14、環(huán)形隔板15、后腔進(jìn)水口 5、后腔出水口 6、前腔進(jìn)水管3和前腔出水管4，所述吹氧直管2設(shè)于所述圓臺(tái)形外殼1中心，所述垂直隔板14垂直所述圓臺(tái)形外殼1 軸向設(shè)于圓臺(tái)形外殼1內(nèi)并將圓臺(tái)形外殼1分隔為前腔和后腔11，所述環(huán)形隔板15平行所述圓臺(tái)形外殼1軸向設(shè)于所述前腔內(nèi)并將前腔分隔為連通的內(nèi)腔12和外腔13，所述后腔進(jìn)水口 5、后腔出水口 6、前腔進(jìn)水管3和前腔出水管4設(shè)于所述后腔11端面，所述后腔進(jìn)水口 5和后腔出水口 6連通所述后腔11，所述前腔進(jìn)水管3連通所述內(nèi)腔12，所述前腔出水管4連通所述外腔13，所述前腔端面沿所述吹氧直管2中心設(shè)有凹口 8，所述凹口 8連通所述吹氧直管2 ；本吹氧風(fēng)口還包括進(jìn)氣管7和環(huán)形套9，所述進(jìn)氣管7設(shè)于所述后腔11端面并位于后腔11內(nèi)，所述環(huán)形套9套于所述吹氧直管2中部外壁并之間存有空腔91，所述
4空腔91兩端密封，所述進(jìn)氣管7位于所述后腔11內(nèi)的一端連通所述環(huán)形套9與吹氧直管 2的外壁間的空腔91，所述吹氧直管2前段管壁21沿軸向間隔開有若干通孔22，所述若干通孔22連通所述空腔91和凹口 8。進(jìn)一步，依據(jù)所述吹氧直管的孔徑大小及管壁厚薄，上述的若干通孔22可以是 8-18個(gè)，通孔22的孔徑可以是3-10mm。本吹氧風(fēng)口主體采用導(dǎo)熱性能良好的銅質(zhì)材料制作，在吹氧風(fēng)口前端設(shè)置的凹口形成擾流屏蔽罩，以改變周圍高溫還原性氣體的流場分布，使高溫回旋氣體的流場范圍擴(kuò)大，能夠顯著降低氣體流速，避免高溫回旋氣流對(duì)吹氧風(fēng)口的直接高溫沖刷，阻止并降低進(jìn)入吹氧風(fēng)口附近的擾流氣體溫度和流速；同時(shí)，通過進(jìn)氣管、環(huán)形套和在吹氧直管壁開設(shè)的若干通孔構(gòu)成氧氣射流保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)氣管接入一定壓力的保護(hù)氣體，如氮?dú)饣蚩諝?，保護(hù)氣體經(jīng)空腔從若干通孔噴射出來，在擾流屏蔽罩內(nèi)部環(huán)繞氧氣噴口周圍形成一圈保護(hù)氣體環(huán)，該保護(hù)氣體環(huán)形成對(duì)氧氣射流的氣體包圍圈，減輕周圍氣體對(duì)氧氣射流的干擾，提高吹氧氣流的射速，還可防止擾流屏蔽罩區(qū)域外部可燃性氣體的滲入造成氧氣射流速度的急劇下降，便于形成穩(wěn)態(tài)射流后再進(jìn)入爐內(nèi)，從而將燃燒過程延伸到擾流屏蔽罩以外區(qū)域，從若干通孔噴射的保護(hù)氣體可以起到提高氧氣射流速度和冷卻吹氧風(fēng)口前端擾流屏蔽罩的雙重作用，大大提高了吹氧風(fēng)口的使用壽命和效能。本吹氧風(fēng)口采用一體化集束式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，制作方便；前端凹口形成的擾流屏蔽罩，能夠改變高溫氣體的流場分布，避免高溫氣流對(duì)吹氧風(fēng)口前端的直接高溫沖刷氧化侵蝕；保護(hù)氣體經(jīng)若干通孔噴射形成氧氣射流的保護(hù)環(huán)，減小了周圍環(huán)境氣流阻力，提高了氧氣射流的射速，改善了吹氧風(fēng)口的使用效能；同時(shí)由于保護(hù)氣體的存在，阻止了外部可燃性氣體的滲入，從而將主要燃燒過程延伸到了屏蔽罩區(qū)域以外，避免了該部位的高溫?zé)龘p；吹氧前端出口為直管結(jié)構(gòu)，在氧氣壓力較高時(shí)可以采用Laval結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)超音速噴氧。本吹氧風(fēng)口布置在熔融還原爐爐墻周圍，吹氧風(fēng)口在距鐵水液面800 1400mm的位置進(jìn)行吹氧，吹氧直管出口直徑為20 35mm，氧氣壓力為0. 30 1. 6MPa，氧氣流量為 1000 5000Nm7h，保護(hù)氣體壓力0. 30 1. OMPa，保護(hù)氣體流量為500 3000Nm7h，冷卻水壓力為0. 3 1. 6MPa，冷卻水流量為10 60m7h。
權(quán)利要求
1.一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口，包括圓臺(tái)形外殼、吹氧直管、垂直隔板、環(huán)形隔板、 后腔進(jìn)水口、后腔出水口、前腔進(jìn)水管和前腔出水管，所述吹氧直管設(shè)于所述圓臺(tái)形外殼中心，所述垂直隔板垂直所述圓臺(tái)形外殼軸向設(shè)于圓臺(tái)形外殼內(nèi)并將圓臺(tái)形外殼分隔為前腔和后腔，所述環(huán)形隔板平行所述圓臺(tái)形外殼軸向設(shè)于所述前腔內(nèi)并將前腔分隔為連通的內(nèi)腔和外腔，所述后腔進(jìn)水口、后腔出水口、前腔進(jìn)水管和前腔出水管設(shè)于所述后腔端面，所述后腔進(jìn)水口和后腔出水口連通所述后腔，所述前腔進(jìn)水管連通所述內(nèi)腔，所述前腔出水管連通所述外腔，所述前腔端面沿所述吹氧直管中心設(shè)有凹口，所述凹口連通所述吹氧直管，其特征在于還包括進(jìn)氣管和環(huán)形套，所述進(jìn)氣管設(shè)于所述后腔端面并位于后腔內(nèi)，所述環(huán)形套套于所述吹氧直管中部外壁并之間存有空腔，所述空腔兩端密封，所述進(jìn)氣管位于所述后腔內(nèi)的一端連通所述環(huán)形套與吹氧直管外壁間的空腔，所述吹氧直管前段管壁沿軸向間隔開有若干通孔，所述若干通孔連通所述空腔和凹口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口，其特征在于所述若干通孔是 8-18個(gè)，所述通孔的孔徑是3-10mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風(fēng)口，即吹氧直管設(shè)于圓臺(tái)形外殼中心，通過垂直隔板將圓臺(tái)形外殼分隔為前腔和后腔，通過設(shè)于前腔的環(huán)形隔板將前腔分隔為連通的內(nèi)腔和外腔，前腔的端面沿吹氧直管中心設(shè)有凹口，后腔進(jìn)水口、后腔出水口、前腔進(jìn)水管和前腔出水管設(shè)于后腔端面并分別連通后腔及內(nèi)腔與外腔，進(jìn)氣管設(shè)于后腔端面并位于后腔內(nèi)，環(huán)形套套于吹氧直管中部外壁并之間存有空腔，空腔兩端密封，進(jìn)氣管位于后腔內(nèi)的一端連通空腔，吹氧直管前段管壁沿軸向間隔開有若干通孔，若干通孔連通空腔和凹口。本吹氧風(fēng)口有效提高了使用壽命，在將燃燒區(qū)域移至凹口外的同時(shí)，有效提高氧氣射流速度，大幅減少了COREX爐的故障率，保證了COREX爐的正常運(yùn)行。
文檔編號(hào)F27D3/16GK102288038SQ20101020221
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者傅衛(wèi), 徐建明, 畢剛, 王鵬, 陳雄偉 申請人:上海寶鋼設(shè)備檢修有限公司