CN1003863B - 铁锰复合球团矿及其在高炉炼铁中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种向高炉喷吹粉状物料例如煤粉的装置，该装置是由一个伸入到高炉中的热风风嘴、一个与风嘴同轴相连以便通入热风的喷嘴、一个在喷嘴上并与它成一定角度的直接通向风嘴的支管和一个穿过支管伸进风嘴中的喷吹管组成。根据本发明，喷吹管基本上是圆弧形的，它的凸侧朝向喷嘴和风嘴的轴线。圆弧的曲率半径至少等于管子内径的１００倍。

Description

用于向高炉喷吹粉状物料的装置

本发明涉及到向高炉喷吹粉状物料，特别是煤粉。

众所周知，向高炉喷吹煤粉可降低焦炭的消耗。这样的煤粉是通过一个喷吹管通入来自考巴氏热风炉的热风中。

已知的这样的喷吹装置包括一个伸入到高炉中的热风嘴、一个与风嘴同轴相接以便通入热风的喷嘴、一个在喷嘴上并与它成一定角度的直接通向风嘴的支管和一个穿过支管插到风嘴中的喷吹管。在这些已知的装置中，喷吹管是直管，它与风嘴的轴线所成的倾斜角与喷嘴上的支管与风嘴轴线间的倾斜角相同，即一般为15°。

虽然已经发明这种已知技术在许多方面取得了令人满意的效果，但是仍然存在缺乏灵活性的缺陷。更具体地说，采用这种技术，要改变喷吹管出口端在风嘴中的位置就不容易了。然而，选择这个位置也是很困难的，因为这要取决于几个相互矛盾的参数：根据某些参数，喷吹管应该尽可能深地插入风嘴，而根据另外一些参数，喷吹管又不应该太深地插入风嘴。对于一个与风嘴轴线倾斜成15°角的直喷吹管来说，在不出现质量问题的前提下，离开它的正常位置是不可能的。

本发明的目的是提出一种新型的喷吹装置，该装置具有更大的灵活性，并且在选择喷吹管出口端的理想位置时，允许在风嘴的大部分区间内进行测定。

这一目的的实现是由于采用了轴线呈圆弧形的喷吹管的缘故，喷吹管轴线的圆弧凸侧朝向喷嘴和风嘴的轴线。由于喷吹管被设计成圆弧形，管子就能够围绕它的曲率中心作一定量的回转运动，在保持管子端部与风嘴轴线构成适当倾斜的同时，可相当深地插入到风嘴之中。

为了防止喷吹管过早地出现磨损并为了简便起见，管子的曲率半径至少应该是管子内径的100倍。

在任何情况下，如果喷吹管的曲率半径太小，就不能使按传统方式安装的风嘴和附加构件罩在管子的外面，管子也不可能从这些构件中抽出。

如果管子的曲率半径足够大，就可使喷嘴上支管具备其内通道既允许直管插入也允许弧形弯管插入的优点。

通常，当采用电子枪过热来自考巴氏热风炉的热风，使高炉生产更经济一些时，本发明所提供的装置具有更大的优越性。

过热热风确实会使煤粉燃烧得更快一些（实际上当它刚从喷吹管喷出时就开始燃烧了），由此却产生了两个问题：喷吹管本身的耐热性和风嘴的耐热性问题。

根据本发明，采用圆弧形喷吹管，可使管子的出口端更加深入风嘴，这样，可避免产生任何与过热温度（及煤粉的机械磨损）有关的问题。

还是为了便利起见，提供一个冷却系统来冷却喷吹管以及喷嘴和它的支管。

参照附图阅读如下部分，就会更容易地理解本发明，在这些附图中：

图1是一个高炉风口以及相关的构件的纵向剖面图，插入到风口中的装置是根据本发明而设计的;

图2是风嘴、喷嘴和喷嘴支管的纵向剖面图，图中还分别标出了传统喷吹管和根据本发明设计的喷吹管的轴线位置（为了清楚起见，用喷吹管的轴线而不是用它们的真实轮廓线表示这些管子）;

图3是沿着图2Ⅲ-Ⅲ剖切线的横向剖面图，它示出了喷嘴支管的内通道和在通道内的管子。

首先参见图1，这里示出了按传统方式用水冷铸铁风口3和外套4安装在高炉炉壁2上的热风风嘴1。

风嘴Ⅰ的前端5伸进高炉，位于炉缸上部。

顶在在风嘴1后端的球面支承面上的喷嘴6与风嘴同轴地延伸，它接收来自鹅颈管7以及来自高炉使用的其它传统的供风装置提供的热风。

喷嘴6上备有一个倾斜的支管8，它与喷嘴及风嘴轴线9之间的夹角为15°，支管是用来插入喷吹管的。

根据现有技术，喷吹管是一根直管，它的轴线与支管8的轴线10重合或与它平行。喷吹管插到风嘴中的轴线9与10的交点I处，这就是说喷吹管插进风嘴中的距离最多不超过7厘米，而风嘴本身的长度为50或60厘米。

根据本发明，喷吹管是弯曲的，它的轴线11在图2中用虚线表示。轴线所形成的圆弧的半径至少等于管子内径的100倍，以防止因煤粉通过而产生磨损问题。

根据本发明的一个实施例，喷吹管的内径是20毫米，而它的曲率半径是3200毫米。

由于喷吹管有弯曲度，因而就有可能使管子的出口端插到风嘴内轴线9与11的相交处J点上，将此点与I点比较可以看出它伸入到风嘴内的距离要比1点远（在上述的实施例中，管子伸进风嘴中的距离是44.5厘米，而不是原来的7厘米）。此外，伸进风嘴的喷吹管与风嘴轴线间的夹角小于轴线10与轴线9所成的15°夹角。这就证明了，这种管子非常适合于喷吹方法所用的标准器械，也适合于它的最初控制或试验。

的确，这就有可能实现在运动喷吹管（通过让管子围绕它的曲率中心旋转）时，使轴线11总是保持在同一圆周上，而管子的出口端或前或后的运动使它或多或少离开了J点：在所有的情况下，喷吹管总是以比轴线10的倾斜角小的角度伸入到风嘴之中。这样就有可能在约1米的调节范围内，通过让喷吹管保持在与风嘴轴线比较接近的位置上而变化它插入风嘴的深度来试验喷吹管出口端位置的全部范围，这样就能在决定管子出口端理想位置的各种矛盾因素中找到一个理想的位置，这些矛盾因素是：一方面为了减少煤粉对风嘴管壁的磨损而应该使喷吹管出口端更深地伸入到风嘴中去;而另一方面为了使煤粉更快地、更充分地与过剩氧燃烧，应该使喷吹管的出口端向后移。

如图3所示的喷嘴支管8的内通道12的横截面形状是有利的，它是由两条直线段把两段半圆弧连接起来而成，根据上述的实施例，两段半圆弧的半径和两条直线段的长度都是25毫米。

根据这种设计，对于同一个喷嘴，无论是采用根据本发明给出的喷吹管，还是采用一种传统的直喷吹管都是可行的。

就已知方法本身来说，当使用一个电子枪13（见图1）过热热风时，应用本发明具有特殊的优越性。喷嘴6内衬耐火材料衬14并带有一个水冷系统15（见图1和图3）。

高温使煤粉一出喷吹管就开始燃烧。因此，很重要的一点就是：与传统的直管插入相矛盾的是，为了保持风嘴的耐热性而需将喷吹管的出口端更深地插入到风嘴中。根据本发明给出的弧形喷吹管正确地解决了这个问题。

当使用电子枪时，弧形喷吹管还必须能够承受住高温。因此必须提供一个冷却系统，例如安装下述三种方案中的任意一种冷却系统。

根据第一种形式，其中通过空气和煤粉混合物的喷吹管的中心管由一个双层环形外套包围，冷却水在外套中循环。考虑到其中可用空间很小，冷却系统采用的是水膜冷却系统（water streak system）（水膜厚度约为2毫米），冷却电子枪的去离子高纯水可以很便利地用于这个系统。

根据第二种形式，在喷吹管的中心管上外套一个环形套管，套管内通入高速空气（例如83米³/小时）。

根据第三种形式，在喷吹管的中心管16（见图3）外套一个环形套管17，套管内通入液态碳氢化合物。

Claims (8)

1、一种用于向高炉喷吹粉状物料例如煤粉的装置，这种装置包括一个插入到高炉中的热风风嘴（1）、一个与风嘴（1）同轴对接以便通入热风的喷嘴（6）、一个在喷嘴（6）上并与它成一定角度的通向风嘴的（1）的支管（8）和一个穿过支管（8）插入到风嘴（1）中的喷吹管，其特征在于：喷吹管基本上是圆弧形的，它的凸侧朝向喷嘴（6）和风嘴（1）的轴线（9）。

2、根据权利要求1的装置，其特征在于：喷吹管的曲率半径至少等于它的内径的100倍。

3、根据权利要求1的装置，其特征在于喷吹管是被冷却的。

4、根据权利要求3的装置，其特征在于喷吹管是利用水在一个双层环形外套中循环来进行冷却的。

5、根据权利要求3的装置，其特征在于喷吹管是利用通入高速空气到一环形套管中来进行冷却的。

6、根据权利要求3的装置，其特征在于喷吹管是利用注入液态碳氢化合物到一环形套管中来进行冷却的。

7、根据权利要求1的装置，其特征在于喷嘴（6）上的支管（8）是被冷却的。

8、根据权利要求1的装置，其特征在于上述装置在喷嘴（6）的进风口处安装有一个电子枪。

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