CN102242233A - 熔融还原炼铁炉的吹氧风口 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种熔融还原炼铁炉的吹氧风口，本吹氧风口为一圆台形外壳，圆台形外壳中心设有吹氧直管，垂直隔板将圆台外壳分隔为前腔和后腔，前腔通过环形隔板分隔为连通的内腔和外腔，后腔端面设有后腔进水口、后腔出水口、前腔进水管和前腔出水管，前腔进水管连接前腔的内腔，前腔出水管连接前腔的外腔，前腔端面沿所述吹氧直管中心设有凹口，凹口连通吹氧直管。本发明克服了传统吹氧风口的缺陷，提高了吹氧风口的使用寿命，大幅减少了COREX炉的故障率，保证了COREX炉的正常运行。

Description

熔融还原炼铁炉的吹氧风口
技术领域
本发明涉及一种熔融还原炼铁炉的吹氧风口。
背景技术
熔融还原炼铁炉简称COREX炉，熔融还原炼铁是一种非高炉炼铁工艺，COREX炉具有流程短、污染低等优势，是对传统高炉炼铁技术的一次革命。该技术是世界钢铁工业的前沿高新技术，是一种用煤和矿生产热铁水的新工艺，不使用焦煤，能避免因焦煤资源日趋稀缺造成的高炉炼铁成本的大幅上升，在环保方面也具有明显优势，属清洁生产工艺，能进行能源的综合循环利用。COREX炉使用纯氧鼓风，使用块煤作为燃料，炉内温度超过2000摄氏度以上。纯氧通过设置于炉体的多个吹氧风口送入炉内，通常吹氧风口为一圆台外壳，圆台外壳中心设有吹氧直管，垂直隔板将圆台外壳分隔为前腔和后腔，前腔通过环形隔板分隔为连通的内腔和外腔，后腔端面设有后腔进水口、后腔出水口、前腔进水管和前腔出水管，前腔进水管连接前腔的内腔，前腔出水管连接前腔的外腔；吹氧风口的后腔部位设置于炉壁内，吹氧风口的前腔部位伸出炉壁位于炉体内，纯氧经吹氧管送入炉体内；一路冷却水经后腔进水口流入吹氧风口后腔至后腔出水口流出，用于冷却吹氧风口的后腔；另一路冷却水经前腔进水管流入内腔、外腔后经前腔出水管流出，用于冷却吹氧风口的前腔；实际使用时，纯氧经吹氧管吹出后会在吹氧管出口处形成负压区，炉内的高温炉气裹携粉尘高速回旋补充至该负压区，产生高温冲刷氧化腐蚀吹氧风口前端，导致吹氧管出口和吹氧风口前腔烧损，前腔的冷却水泄漏，此时只能关断前腔进水管，废弃该吹氧风口的使用，严重影响了COREX炉的正常运行；制约了COREX炉的产能。
为提高吹氧风口的使用寿命，避免吹氧风口烧损，目前一般采用提高冷却水压力和流速流量，以图得到较好的冷却效果，并在COREX炉的操作上采用控制鼓风速度，优化布料，使各吹氧风口工作均匀；使用合适块度的块煤，保持合适的焦比，活跃炉缸，改善半焦床透气性和透液性，减少高温煤气回流的影响，同时，强化炉前出渣铁管理，出尽渣铁等工艺方法，来尽量延长吹氧风口使用寿命，但这些措施都没有达到预期的实际效果，吹氧风口的损坏仍是制约生产正常进行的首要因素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种熔融还原炼铁炉的吹氧风口，本发明克服了传统吹氧风口的缺陷，提高了吹氧风口的使用寿命，大幅减少了COREX炉的故障率，保证了COREX炉的正常运行。
为解决上述技术问题，本发明熔融还原炼铁炉的吹氧风口包括圆台形外壳、吹氧直管、垂直隔板、环形隔板、后腔进水口、后腔出水口、前腔进水管和前腔出水管，所述吹氧直管设于所述圆台外壳中心，所述垂直隔板垂直所述圆台外壳轴向设于圆台外壳内并将圆台外壳分隔为前腔和后腔，所述环形隔板平行所述圆台外壳轴向设于所述前腔内并将前腔分隔为连通的内腔和外腔，所述后腔进水口、后腔出水口、前腔进水管和前腔出水管设于所述后腔端面，所述后腔进水口和后腔出水口连通所述后腔，所述前腔进水管连通所述内腔，所述前腔出水管连通所述外腔，所述前腔端面沿所述吹氧直管中心设有凹口，所述凹口连通所述吹氧直管。
上述的凹口形状可采用圆柱形或小角度倒圆台形。
为进一步提高吹氧风口前腔的冷却效果，本吹氧风口还包括第一螺旋形隔板和第二螺旋形隔板，所述第一螺旋形隔板设于所述环形隔板的外侧面并位于所述外腔内，所述所述第二螺旋形隔板设于所述环形隔板的内侧面并位于所述内腔内。
由于本发明熔融还原炼铁炉的吹氧风口采用了上述技术方案，即本吹氧风口为一圆台形外壳，圆台形外壳中心设有吹氧直管，垂直隔板将圆台外壳分隔为前腔和后腔，前腔通过环形隔板分隔为连通的内腔和外腔，后腔端面设有后腔进水口、后腔出水口、前腔进水管和前腔出水管，前腔进水管连接前腔的内腔，前腔出水管连接前腔的外腔，前腔端面沿所述吹氧直管中心设有凹口，凹口连通吹氧直管。本发明克服了传统吹氧风口的缺陷，提高了吹氧风口的使用寿命，大幅减少了COREX炉的故障率，保证了COREX炉的正常运行。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明熔融还原炼铁炉的吹氧风口的外形示意图，
图2为本发明熔融还原炼铁炉的吹氧风口后端面的结构示意图，
图3为图2的A-A向剖面图，
图4为本吹氧风口中环形隔板和第一螺旋形隔板的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明熔融还原炼铁炉的吹氧风口包括圆台形外壳1、吹氧直管2、垂直隔板7、环形隔板8、后腔进水口5、后腔出水口6、前腔进水管3和前腔出水管4，所述吹氧直管2设于所述圆台外壳1中心，所述垂直隔板7垂直所述圆台外壳1轴向设于圆台外壳1内并将圆台外壳1分隔为前腔12和后腔11，所述环形隔板8平行所述圆台外壳1轴向设于所述前腔12内并将前腔12分隔为连通的内腔14和外腔13，所述后腔进水口5、后腔出水口6、前腔进水管3和前腔出水管4设于所述后腔11端面，所述后腔进水口5和后腔出水口6连通所述后腔11，所述前腔进水管3连通所述内腔14，所述前腔出水管4连通所述外腔13，所述前腔12端面沿所述吹氧直管2中心设有凹口9，所述凹口9连通所述吹氧直管2。
上述的凹口9形状可采用圆柱形或小角度倒圆台形。
如图3和图4所示，为进一步提高吹氧风口前腔的冷却效果，本吹氧风口还包括第一螺旋形隔板81和第二螺旋形隔板82，所述第一螺旋形隔板81设于所述环形隔板8的外侧面并位于所述外腔13内，所述所述第二螺旋形隔板82设于所述环形隔板8的内侧面并位于所述内腔14内。内腔14的冷却水经第二螺旋隔板82后流至外腔13的第一螺旋隔板81，增加了前腔12内水冷通道的距离，提高了水流速度，能够有效增强冷却水的热交换率，显著地减轻整个吹氧风口的热负荷，得到良好的冷却效果。
本吹氧风口前端面设置的凹口克服了传统吹氧风口气体动力结构的缺陷，该凹口形成一扰流屏蔽罩，改变了周围高温炉气的流场分布，使高温回旋气体的流场范围扩大，能够显著降低炉气流速，避免高温回旋炉气对吹氧风口的直接高温冲刷，能使进入吹氧风口附近的扰流气体温度降低、流速逐渐减慢，减轻对喷射氧气流的干扰，提高吹氧气流的射速，纯氧射流从吹氧直管喷出后，在扰流屏蔽罩区域形成靠近吹氧直管喷口表面的环流屏蔽保护区，可防止周围炉内气体直接吸入吹氧直管的喷口，造成吹氧直管损伤，同时还可防止周围气体高速混入纯氧射流中，造成纯氧射流速度急剧下降，形成稳态射流后再进入炉内，将纯氧的主要燃烧过程延伸到了扰流屏蔽罩区域以外，避免吹氧风口被烧损，因而，既提高了纯氧射流的速度又起到了保护吹氧风口的功效，有效提高了吹氧风口的使用寿命，大幅减少了COREX炉的故障率，保证了COREX炉的正常运行，取得较高的经济效益。
本吹氧风口前端面设置的凹口形成的扰流屏蔽罩除采用铜制水冷结构外，还可采用其它耐热金属材料或在吹氧直管出口前端镶嵌耐高温陶瓷套管结构，结构简单，降低制作成本。

Claims (3)

1.一种熔融还原炼铁炉的吹氧风口，包括圆台形外壳、吹氧直管、垂直隔板、环形隔板、后腔进水口、后腔出水口、前腔进水管和前腔出水管，所述吹氧直管设于所述圆台外壳中心，所述垂直隔板垂直所述圆台外壳轴向设于圆台外壳内并将圆台外壳分隔为前腔和后腔，所述环形隔板平行所述圆台外壳轴向设于所述前腔内并将前腔分隔为连通的内腔和外腔，所述后腔进水口、后腔出水口、前腔进水管和前腔出水管设于所述后腔端面，所述后腔进水口和后腔出水口连通所述后腔，所述前腔进水管连通所述内腔，所述前腔出水管连通所述外腔，其特征在于：所述前腔端面沿所述吹氧直管中心设有凹口，所述凹口连通所述吹氧直管。
2.根据权利要求1所述的熔融还原炼铁炉的吹氧风口，其特征在于：所述凹口形状是圆柱形或小角度倒圆台形。
3.根据权利要求1所述的熔融还原炼铁炉的吹氧风口，其特征在于：本吹氧风口还包括第一螺旋形隔板和第二螺旋形隔板，所述第一螺旋形隔板设于所述环形隔板的外侧面并位于所述外腔内，所述第二螺旋形隔板设于所述环形隔板的内侧面并位于所述内腔内。
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