CN101929803A - 非浸没式顶吹喷枪 - Google Patents

Abstract

一种非浸没式顶吹喷枪包括：中心管；中间套管，所述中间套管套在中心管上且在中间套管与中心管之间形成环形气体室；外层套管，所述外层套管套在中间套管上且在外层套管与中间套管之间形成环形冷却水室，其中所述环形冷却水室的下端封闭；和隔离管，所述隔离管插入到所述环形冷却水室内以环形冷却水室隔离成彼此连通的内侧环形冷却水室和外侧环形冷却水室。根据本发明的非浸没式顶吹喷枪损耗降低、冷却效果好、结构简单。

Description

非浸没式顶吹喷枪

技术领域

本发明涉及一种非浸没式顶吹喷枪，尤其是涉及一种用于热法炼磷的非浸没式顶吹喷枪。

背景技术

在有色冶金领域，顶吹熔炼是常用的一种熔炼技术，其中顶吹喷枪是顶吹熔炼所用的重要设备。例如，在热法炼磷中，顶吹喷枪从还原氧化炉的顶部插入到熔体上部，以向熔体内喷入燃料和氧气。传统的顶吹喷枪也称为浸没式顶吹喷枪，顶吹喷枪的下端插入到熔体内，因此喷枪的损耗严重，且结构复杂、不适于用水冷却，如果用水冷却，在水意外泄漏时会直接混入到熔体内，容易导致爆炸，因此通常采用气体冷却，这降低了冷却效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种损耗降低、冷却效果好、结构简单的非浸没式顶吹喷枪。

根据本发明的非浸没式顶吹喷枪，包括：中心管；中间套管，所述中间套管套在中心管上且在中间套管与中心管之间形成环形气体室；外层套管，所述外层套管套在中间套管上且在外层套管与中间套管之间形成环形冷却水室，其中所述环形冷却水室的下端封闭；和隔离管，所述隔离管插入到所述环形冷却水室内以环形冷却水室隔离成彼此连通的内侧环形冷却水室和外侧环形冷却水室。

根据本发明的非浸没式顶吹喷枪，由套管结构构成且不插入到熔炼炉内的熔体内，因此喷枪的损耗降低且结构简单。而且，由于不插入到熔体内，因此可以使用水进行冷却，即使水意外泄漏，水会朝着熔体的上表面下落，由于熔体的温度非常高，因此在水接触熔体之前会变成蒸汽排出，而不会混入到熔体内，因此不容易发生爆炸，安全性提高。

此外，通过在环形冷却水室内插入隔离管将环形冷却水室分成两部分，能够进一步延长顶吹喷枪内冷却水的行进路径，提高了冷却效果。

另外，根据本发明的非浸没式顶吹喷枪还具有如下附加技术特征：

根据本发明的非浸没式顶吹喷枪进一步包括：燃料入口管，所述燃料入口管的入口通道与中心管的中心孔连通；含氧气体入口管，所述含氧气体入口管的含氧气体通道与环形气体室连通；入水管，所述入水管的入水通道与内侧环形冷却水室连通；和出水管，所述出水管的出水通道与外侧环形冷却水室连通。

通过设置燃料入口管，含氧气体入口管以及入水管和出水管，能够方便将燃料、含氧气体和冷却水从它们的供给源供给到顶吹喷枪内并且将热交换后的冷却水从顶吹喷枪内排出。

根据本发明的非浸没式顶吹喷枪进一步包括安装在中心管下端的燃料烧嘴。通过燃料烧嘴，能够方便地将燃料，如天然气、煤粉或重油喷射到熔炼炉内。

根据本发明的非浸没式顶吹喷枪进一步包括安装在中间套管下端的拉瓦尔管。通过设置的拉瓦尔管，能够增加含氧气体的喷射速度和喷射压力，使得含氧气体能够充分地喷入熔炼炉内的熔体内，提高熔炼效果。

所述环形冷却水室的下端通过焊接到外层套管下端和中间套管下端的密封件密封，且所述拉瓦尔管的上部伸入密封件的中心孔内。

所述拉瓦尔管螺纹连接在密封件的中心孔内。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的非浸没式顶吹喷枪的结构示意图；

图2是图1中A部分的局部放大视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面以用于热法炼磷的还原氧化炉的顶吹喷枪为例描述本发明的实施例，例如，非浸没式顶吹喷枪向还原氧化炉内通过中心管喷射天然气或氧气、通过环形气体室喷射氧气，并且用水冷却。但是需要理解的是，根据本发明的非浸没式顶吹喷枪并不限于上述用途。

如图1和2所示，根据本发明实施例的非浸没式顶吹喷枪包括构成套管结构的中心管1、中间套管2、外层套管3、隔离管4。

中心管1的中心孔11用于向还原氧化炉内喷入燃料，例如天然气。需要说明的是，对于热法炼磷而言，在保温阶段，中心管1的中心孔11向还原氧化炉内喷入燃料，但是在吹炼阶段，中心管1的中心孔11不向还原氧化炉内喷入燃料，可选地，中心管1的中心孔11可以与下面将描述的环形气体室5一样向还原氧化炉内喷入含氧气体，例如空气或氧气。

如图1和2所示，在一个示例中，在中心管1的下端安装有燃料烧嘴10，以便于燃料向还原氧化炉内的喷射和燃料的燃烧。

中间套管套2在中心管1上，从而在中间套管2与中心管1之间形成环形气体室5，用于向还原氧化炉内喷入含氧气体，例如氧气或空气。

在一个示例中，在中间套管2的下端安装有拉瓦尔管8，以增加氧气的喷射速度和压力，使得氧气更容易送入还原氧化炉内的熔体内，提高熔炼效果。

外层套管3套在中间套管2上，从而在外层套管3与中间套管2之间形成环形冷却水室，环形冷却水室的下端封闭。在一个实施例中，环形冷却水室的下端通过密封件9密封，密封件9具有中心孔，以便于中心管1及其燃料烧嘴10的穿过。密封件9分别焊接到外层套管3和中间套管2的下端，从而将环形冷却水室的下端开口密封。密封件9的一部分伸入到拉瓦尔管8内，例如通过螺纹连接到密封件9的中心孔内。

隔离管4插入到环形冷却水室内以环形冷却水室隔离成彼此连通的内侧环形冷却水室6和外侧环形冷却水室7。在一个示例中，从冷却水源供给的冷却水进入内侧环形冷却水室6内，经过热交换后，从下端进入外侧环形冷却水室7，从而热交换前后的冷却水不相互干扰并且冷却水在喷枪内的行进路径延长，从而提高了冷却效果。

如图1所示，在本发明的一个示例中，非浸没式顶吹喷枪进一步包括燃料入口管12、含氧气体入口管13、入水管14、和出水管15。

燃料入口管12的入口通道与中心管1的中心孔11连通，从而通过燃料入口管12向中心管1内供给天然气(在吹炼阶段供给氧气或空气)。含氧气体入口管13的含氧气体通道与环形气体室5连通，从而向环形气体室5内供给氧气。入水管的入水通道与内侧环形冷却水室6连通，从而将来自水源的冷却水供给到内侧环形冷却水室6，热交换后的冷却水从下端进入外侧环形冷却水室7，然后向上流动，最后通过出水管15的出水通道排出。

下面结合用于热法炼磷的还原氧化炉简单描述根据本发明实施例的非浸没式顶吹喷枪。

在使用中，非浸没式顶吹喷枪从还原氧化炉的顶部插入到还原氧化炉内，且保证顶吹喷枪的下端始终位于还原氧化炉内的熔体的上面。

在吹炼阶段，通过环形气体室5分别向还原氧化炉内喷入氧气，此时不通过中心管1的中心孔11向还原氧化炉喷入天然气，可选地，可以利用中心管1的中心孔11向还原氧化炉内喷入空气或氧气。

在保温阶段，分别通过中心孔11和环形气体室5向还原氧化炉内喷入天然气和氧气，天然气燃烧产生热量用于保温。

同时，通过入水管14向内侧环形冷却水室6内供给冷却水，且通过与外侧环形冷却水室7相连的出水管15将热交换后的水排出，从而冷却非浸没式顶吹喷枪。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种非浸没式顶吹喷枪，其特征在于，包括：

中心管；

中间套管，所述中间套管套在中心管上且在中间套管与中心管之间形成环形气体室；

外层套管，所述外层套管套在中间套管上且在外层套管与中间套管之间形成环形冷却水室，其中所述环形冷却水室的下端封闭；和

隔离管，所述隔离管插入到所述环形冷却水室内以环形冷却水室隔离成彼此连通的内侧环形冷却水室和外侧环形冷却水室。

2.根据权利要求1所述的非浸没式顶吹喷枪，其特征在于，进一步包括：

燃料入口管，所述燃料入口管的入口通道与中心管的中心孔连通；

含氧气体入口管，所述含氧气体入口管的含氧气体通道与环形气体室连通；

入水管，所述入水管的入水通道与内侧环形冷却水室连通；和

出水管，所述出水管的出水通道与外侧环形冷却水室连通。

3.根据权利要求1或2所述的非浸没式顶吹喷枪，其特征在于，进一步包括安装在中心管下端的燃料烧嘴。

4.根据权利要求3所述的非浸没式顶吹喷枪，其特征在于，进一步包括安装在中间套管下端的拉瓦尔管。

5.根据权利要求4所述的非浸没式顶吹喷枪，其特征在于，所述环形冷却水室的下端通过焊接到外层套管下端和中间套管下端的密封件密封，且所述拉瓦尔管的上部伸入密封件的中心孔内。

6.根据权利要求5所述的非浸没式顶吹喷枪，其特征在于，所述拉瓦尔管螺纹连接在密封件的中心孔内。

Images