CN102322742A

CN102322742A - 喷枪

Info

Publication number: CN102322742A
Application number: CN201110236668A
Authority: CN
Inventors: 李栋; 张振民; 胡立琼; 曹珂菲; 郝小红
Original assignee: China ENFI Engineering Corp
Current assignee: China ENFI Engineering Corp
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2031-08-17
Also published as: CN102322742B

Abstract

本发明公开了一种喷枪，包括：内壁上设有耐磨陶瓷层的中心管；外壁上形成有套管沟槽的中心套管，所述中心套管套在中心管外且长度小于中心管的长度；套在中心套管外的中间管，中心管的前部与中间管之间形成助燃气体室，中间管的后部的外径大于其前部的外径，且在后部的外壁上形成有中间管沟槽；和套在中间管外面的外层套管，中间管的前部与外层套管之间形成冷却介质室，且外层套管的内壁和中间管沟槽限定出冷却介质喷射通道。根据本发明实施例的喷枪，通过耐磨陶瓷层，减小了喷射煤粉而导致的中心管磨损，延长了寿命和更换周期，另外中心管和中间管的前部之间可形成空间更大的助燃气体室，气体阻力大大减小，降低了能耗和成本。

Description

喷枪

技术领域

本发明涉及一种喷枪，尤其是涉及一种用于冶金炉的喷枪。

背景技术

随着冶金工业的发展，以及环保和节能方面的要求，近年来发展出了多种冶金技术。在有色冶金领域，侧吹或底吹的冶金技术得到了广泛的应用，喷枪已经成为冶金所用的重要设备。例如，在热法炼磷中使用的侧吹喷枪和在底吹炼铅中使用的底吹喷枪。

传统的侧吹或底吹喷枪的中心管用作喷射燃料如煤粉或重油的燃料通道，极易产生磨损。

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加工成本和维护成本低的喷枪。

根据本发明实施例的一种喷枪，包括：中心管，所述中心管的内壁上设有耐磨陶瓷层；中心套管，所述中心套管套在中心管外面且所述中心套管的后端与所述中心管的后端平齐，中心套管的长度小于所述中心管的长度且所述中心套管的外壁上形成有套管沟槽；中间管，所述中间管套在中心套管外面且所述中间管的后端与所述中心套管的后端平齐，其中所述中心管的前部与中间管之间形成助燃气体室，所述中心套管与中间管配合从而所述中间管的内壁和套管沟槽限定出助燃气体喷射通道，中间管的后部的外径大于其前部的外径，且在后部的外壁上形成有中间管沟槽；和外层套管，所述外层套管套在中间管外面，其中中间管的前部与外层套管之间形成冷却介质室，且中间管的后部与外层套管配合从而所述外层套管的内壁和中间管沟槽限定出冷却介质喷射通道。

根据本发明实施例的喷枪，通过在中心管的内壁上设有耐磨陶瓷层，减小了喷射煤粉而导致的磨损，增加了寿命，延长了更换周期。另外，由于在中心管外面设置了中心套管，而且喷射助燃气体的套管沟槽形成在中间套管的外壁上，因此无需在更换的每个中心管上形成喷射助燃气体的沟槽，降低了中心管的加工成本，中心套管相对于中心管而言可以重复使用，从而降低了整个喷枪的制造成本和维护成本。进一步地，由于中心套管的长度小于中心管的长度，使得中心管的前部和中间管的前部之间可形成空间更大的助燃气体室，气体阻力大大减小，降低了能耗和成本。

另外，根据本发明的喷枪还具有如下附加技术特征：

所述喷枪进一步包括：冷却介质接头，所述冷却介质接头形成有与冷却介质室连通的冷却介质入口通道；助燃气体接头，所述助燃气体接头与冷却介质接头相连且形成有与助燃气体室连通的助燃气体入口通道；和燃料管座，所述燃料管座与助燃气体接头相连且具有中心孔，所述中心孔与中心管的中心孔连通。

通过设置冷却介质接头，助燃气体接头和燃料管座，并且在它们之间形成与相应通道连通的入口通道，能够方便地将冷却介质、助燃气体和燃料从冷却介质源、助燃气体源和燃料源供给到喷枪从而喷射到熔炼炉如热法炼磷还原氧化炉内。

所述喷枪还进一步包括冷却介质喷头，所述冷却介质喷头安装在冷却介质接头内且与冷却介质接头限定出冷却介质混合室，其中所述第一和第二冷却介质入口通道通过冷却介质混合室与冷却介质室连通。

通过设置冷却介质喷头，冷却介质喷头与冷却介质接头限定出一个冷却介质混合室，冷却介质混合室可以将气态的冷却介质与液态的冷却介质充分混合后供给到冷却介质室内，增加冷却效果。

所述中心管、中心套管、中间管和外层套管依次同轴套设。

所述套管沟槽和中间管沟槽均为多条。

所述套管沟槽和中间管沟槽均为螺旋状沟槽或均为平行于中心套管的轴向的直沟槽。

所述助燃气体喷射通道的喷出口和冷却介质喷射通道的喷出口分别在中心套管和中间管的后端面上沿周向均匀分布。

通过形成多条套管沟槽和中间管沟槽，并且在喷枪的后端均匀分布，能够将冷却介质和助燃气体均匀地喷射到熔炼炉内，取得更好的熔炼效果。

所述套管沟槽和中间管沟槽的横截面均为矩形或三角形。

所述中心管、中心套管、中间管和外层套管均为不锈钢管。

根据本发明实施例的喷枪，通过在供送煤粉的中心管的内壁上设有耐磨陶瓷层，由此中心管不易被磨损。即便被磨损后，可将中心管从中心套管内抽出，更换上新的中心管，其他元件可以重复使用，由此中心管上无需加工出用作喷射氧气的沟槽，加工简单，成本低，维护费用降低。

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喷枪的纵向剖视示意图；

图2是图1中图示M部的放大图；

图3是沿图2中的A-A的剖面图；

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的喷枪，下面以喷枪用于铅渣连续还原炉，及燃料为煤粉(其中利用风送)、助燃气体为氧气、冷却介质为氮气(或空气)和/或水，为例进行描述，但是这仅仅是为了方便描述本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图2所示，根据本发明实施例的喷枪包括中心管4、中心套管3、中间管2和外层套管1。上述四个管依次嵌套从而构成套管结构，可选地，中心管4、中心套管3、中间管2和外层套管1由此同轴套设。

中心管4的内壁上设有耐磨陶瓷层40，且中心管4的中心孔5构成燃料喷射通道，用于通过风将煤粉喷射到铅渣连续还原炉内。

中心套管3可活动地套在中心管4外面，例如，中心套管3与中心管4间隙配合，该间隙可以非常小，只要能够方便地将中心管4从中心套管3内抽出即可。中心套管3的长度小于中心管4的长度，且中心套管3的后端(如图1中的中心套管3的右端)与中心管4的后端(如图1中的中心管4的右端)平齐。在中心套管3的外壁上形成有沿轴向贯穿后部的套管沟槽7。套管沟槽7的长度可以根据具体应用确定，也就是说，中间管沟槽6的长度可以根据具体应用确定。

中间管2套在中心套管3外面且中间管2的后端与中心套管3的后端平齐，中心管4的前部与中间管2之间的环形室构成助燃气体室9，中心套管3与中间管2配合，从而中间管2的内壁与套管沟槽7限定出助燃气体喷射通道。换言之，在中心套管3与中间管2之间，氧气主要通过套管沟槽7喷射出，例如中心套管3与中间管2之间可以是间隙非常小的间隙配合。换言之，也可以认为是中间管2的内壁将套管沟槽7限定为助燃气体喷射通道。如果中间管2的内壁与中心套管3的外壁之间的间隙过大，则氧气也会通过上述间隙送入铅渣连续还原炉内，而不会主要通过套管沟槽7喷出，从而喷射效果降低，套管沟槽7的喷射作用降低或失效。

中间管2的后部的外径大于其前部的外径，且在后部的外壁上形成有沿轴向贯穿后部的中间管沟槽6。

这里，术语“前部”和“后部”是为了描述的方便，其中喷枪插入到铅渣连续还原炉内的一侧(即图1中的右侧)为后部，相对的一侧(即图1中的左侧)为前部。例如，对于中间管2而言，前部和后部的长度，即形成有中间管沟槽6的部分的长度和未形成中间管沟槽6的部分的长度，可以根据需要确定和划分。换言之，中间管沟槽6的长度可以根据具体应用确定。

外层套管1套在中间管2外面，从而中间管2的前部与外层套管1之间形成冷却介质室8，而中间管2的后部与外层套管1配合从而外层套管1的内壁与中间管沟槽6限定出冷却介质喷射通道。换言之，在外层套管1的后部与中间管沟槽6之间，冷却介质主要通过中间管沟槽6喷射出，例如中间管2的后部与外层套管1之间可以是间隙非常小的间隙配合。换言之，也可以认为是外层套管1的内壁将中间管沟槽6限定为冷却介质喷射通道。如果外层套管1的内壁与中间管2的后部的外壁之间的间隙过大，则冷却介质也会通过上述间隙送入铅渣连续还原炉内，而不会主要通过中间管沟槽6喷出，从而喷射效果降低，中间管沟槽6的喷射作用降低或失效。

根据本发明实施例的喷枪，通过在中心管4的内壁上设有耐磨陶瓷层40，减小了喷射煤粉而导致的磨损，增加了寿命，延长了更换周期。另外，由于在中心管4外面设置了中心套管3，而且喷射助燃气体的套管沟槽7形成在中间套管3的外壁上，因此无需在更换的每个中心管4上形成喷射助燃气体的沟槽，降低了中心管4的加工成本，中心套管3相对于中心管4而言可以重复使用，从而降低了整个喷枪的制造成本和维护成本。进一步地，由于中心套管3的长度小于中心管4的长度，使得中心管4的前部和中间管2的前部之间可形成空间更大的助燃气体室，气体阻力大大减小，降低了能耗和成本。

在根据本发明的一个具体示例中，如图3所示，套管沟槽7为多条，且形成为平行于中心套管3的轴向的直沟槽。当然，套管沟槽7也可以为绕中心套管3的轴线螺旋形成的沟槽。

为了使助燃气体的喷射更加均匀，提高熔炼效果，套管沟槽7在中心套管3的后端面(即将插入到还原氧化炉内的端面)上均匀分布，如图3所示。在进一步的示例中，套管沟槽7的横截面为矩形，以增大喷射面积，但是也可以为三角形。

在本发明的另一个具体示例中，如图3所示，中间管沟槽6为多条，且形成为平行于中间管2的轴向的直沟槽，当然，中间管沟槽6也可以为螺旋状的沟槽。

为了使得助氮气与水的混合物喷射更加均匀，提高熔炼效果，中间管沟槽6在中间管2的后端面上均匀分布，如图3所示。在进一步的示例中，中间管沟槽6的横截面为矩形，以增大喷射面积，但是也可以为三角形。

在本发明的一个示例中，中心管4、中心套管3、中间管2和外层套管4均为不锈钢管。

根据本发明进一步的实施例的喷枪进一步包括冷却介质接头14、助燃气体接头16和燃料管座10。

冷却介质接头14形成有与冷却介质室8连通的冷却介质入口通道。根据本发明的一个示例中，冷却介质入口通道包括由冷却介质入口管形成的第一冷却介质入口通道11和第二冷却介质入口通道12。第一冷却介质入口通道11与氮气或空气源(图未示出)相连以用于供给氮气或空气，第二冷却介质入口通道12与水源(未示出)相连，用于供给冷却水，从而能够进一步提高对喷枪的冷却效果。

在本发明的进一步的示例中，喷枪还包括冷却介质喷头(图未示出)，冷却介质喷头安装在冷却介质接头14内且与冷却介质接头14限定出冷却介质混合室(图未示出)，第一和第二冷却介质入口通道11、12通过冷却介质混合室与冷却介质室8连通。氮气和水能够在冷却介质混合室内混合均匀后进入冷却介质室8内，再通过中间管沟槽6和外层套管1的内壁限定的冷却介质喷射通道喷射到铅渣连续还原炉炉内，从而提高了冷却效果和喷射的均匀性，由此提高了熔炼效果。

助燃气体接头16与冷却介质接头14相连，如图1所示，它们之间还设有第一密封垫15以增加密封性能。助燃气体接头16形成有与助燃气体室9连通的助燃气体入口通道13，更具体而言，助燃气体入口通道13由助燃气体入口管构成。

如图1所示，燃料管座10与助燃气体接头16相连且形成有与中心管4的中心孔5连通的燃料入口通道。在它们之间设有第二密封垫17以增加密封性能。

下面参考图1-图3简单描述根据本发明实施例的喷枪的操作。

用风将煤粉经过燃料管座10鼓送到中心管4内，从中心管4的后端喷入铅渣连续还原炉内。同时将氧气通过助燃气体入口通道13送入到助燃气体室9内，然后通过助燃气体喷射通道(即中心套管3的套管沟槽7)从后端喷射到铅渣连续还原炉炉内，喷入的氧气一部分与煤粉反应提供熔炼所需的热量，另一部分用作还原剂。而且，氮气或空气从第一冷却介质入口通道11供给到冷却介质室内，水从第二冷却介质入口通道12供给到冷却介质内，氮气与水在冷却介质室内混合后进入冷却介质室8内，然后供给冷却介质喷射通道(即中间管沟槽6)从后端喷射到铅渣连续还原炉内，由此冷却喷枪。

通过在供送煤粉的中心管4的内壁上设有耐磨陶瓷层40，由此中心管4不易被磨损。即便被磨损后，可将中心管4从中心套管3内抽出，更换上新的中心管4，其他元件可以重复使用，由此中心管4上无需加工出用作喷射氧气的沟槽，加工简单，成本低，维护费用降低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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

1.一种喷枪，其特征在于，包括：

中心管，所述中心管的内壁上设有耐磨陶瓷层；

中心套管，所述中心套管套在中心管外面且所述中心套管的后端与所述中心管的后端平齐，中心套管的长度小于所述中心管的长度且所述中心套管的外壁上形成有套管沟槽；

中间管，所述中间管套在中心套管外面且所述中间管的后端与所述中心套管的后端平齐，其中所述中心管的前部与中间管之间形成助燃气体室，所述中心套管与中间管配合从而所述中间管的内壁和套管沟槽限定出助燃气体喷射通道，中间管的后部的外径大于其前部的外径，且在后部的外壁上形成有中间管沟槽；和

外层套管，所述外层套管套在中间管外面，其中中间管的前部与外层套管之间形成冷却介质室，且中间管的后部与外层套管配合从而所述外层套管的内壁和中间管沟槽限定出冷却介质喷射通道。

2.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，进一步包括：

冷却介质接头，所述冷却介质接头形成有与冷却介质室连通的冷却介质入口通道；

助燃气体接头，所述助燃气体接头与冷却介质接头相连且形成有与助燃气体室连通的助燃气体入口通道；和

燃料管座，所述燃料管座与助燃气体接头相连且具有中心孔，所述中心孔与中心管的中心孔连通。

3.根据权利要求2所述的喷枪，其特征在于，进一步包括冷却介质喷头，所述冷却介质喷头安装在冷却介质接头内且与冷却介质接头限定出冷却介质混合室，其中所述第一和第二冷却介质入口通道通过冷却介质混合室与冷却介质室连通。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的喷枪，其特征在于，所述中心管、中心套管、中间管和外层套管依次同轴套设。

5.根据权利要求1或2所述的喷枪，其特征在于，所述套管沟槽和中间管沟槽均为多条。

6.根据权利要求5所述的喷枪，其特征在于，所述套管沟槽和中间管沟槽均为螺旋状沟槽或均为平行于中心套管的轴向的直沟槽。

7.根据权利要求5所述的喷枪，其特征在于，所述助燃气体喷射通道的喷出口和冷却介质喷射通道的喷出口分别在中心套管和中间管的后端面上沿周向均匀分布。

8.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述套管沟槽和中间管沟槽的横截面均为矩形或三角形。

9.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述中心管、中心套管、中间管和外层套管均为不锈钢管。