CN103335526B - 一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪 - Google Patents

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林锡庭
刘智能
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Abstract

本发明涉及一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪，其结构由枪套管（1）、枪头（2）和枪管（3）组合而成；枪套管（1）外有保护套（9）；所述枪头（2）为两段等长的大小圆筒体（4、5）套合而成大小圆筒体（4、5）表面每个轴向的条形槽便形成了截面呈梯形的通气孔（7）；同时，枪管（3）外表面与枪套管（1）内壁形成水煤气夹层通道（8）；通气孔（7）与水煤气夹层通道（8）相通。本发明用于解决现有技术的氧枪设备不能够用于以水煤气为还原燃料的冶炼体系，使用寿命长、维护更换简单。

Description

一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪
技术领域
本发明涉及用于冶金行业熔炼炉上的装置，特别是指一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪。
背景技术
有色金属冶炼行业迅猛发展，用于有色金属冶金行业的设备、工艺也逐渐优化。氧气或富氧底吹熔炼炉是目前冶金行业中广泛推广的工艺设备。以中国河南豫光金铅股份有限公司为代表研制的氧气或富氧底吹熔炼炉下部一般配置4-8支氧枪，通过氧枪向炉内喷入工业纯氧或富氧，利用配料中的高热值的焦碳或喷入碳粉燃烧还原熔炼粗铅。同时高压喷入的工业纯氧或富氧还带动熔池内熔体的剧烈搅动，从而达到强化熔炼的目的。因此，氧气喷枪是富氧熔池炼铅法的技术核心之一。这里的氧枪是单纯的供氧设备，随后的各厂家在此基础上的不断摸索和改进，均是以提高氧枪使用寿命的为目的进行的。即对氧枪结构、操作参数、冷却介质、送氧强度以及氧枪套砖材质的改进；大多采用的是直径为33-43mm的氧枪，在结构上分为3-4层气体通道，工业纯氧或富氧从内部2-3层通道中喷入炉内使物料发生剧烈的氧化反应；保护气体N2及水的混合物从最外层环形通道中通入，在喷嘴口形成稳定的保护层来保护喷嘴以免过度烧损。该氧枪的工作参数为：工作压力：氧气0.6-1.2Mpa，氮气0.6-1.2Mpa，软化水1.0-1.2Mpa；介质流量：氧气或富氧600-1000Nm3／h，氮气200-300Nm3／h，软化水10-30L／h。
2007年11月14日 , 中国恩菲工程技术有限公司在中国实用新型专利授权公告号CN 200974858Y上,又公开了一种氧气底吹熔炼炉氧枪装置，该氧枪由内层套管、外层套管套合而成，该内层套管的数量为2-5个，其上设有若干通气槽，且各个内层套管上设置的通气孔的数量和面积不同，该通过改变通道面积的大小的设计，合理的组织了各层通道上的通气量，由于上述氧枪装置只用于供工业纯氧或富氧，其设计为各层通道互通，主要是为了保持合理的高的气流速度，将供氧压力降低为0.6-0.8MPa。因此，该氧枪并不能够用于以水煤气为还原燃料的冶炼体系。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪，用于解决现有技术的氧枪设备不能够用于以水煤气为还原燃料的冶炼体系，同时使用寿命长、维护更换简单。
本发明的技术方案如下：
一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪，由枪套管、枪头和枪管组合而成；枪套管外有保护套；枪头为等长的大、小圆筒体两段套合而成，其中，大圆筒体表面匀布有20个轴向的条形槽，小圆筒体表面匀布有12个轴向的条形槽；小圆筒体一端与枪管同轴对接，且枪管外径比小圆筒体的外径小2个条形槽深度之和的长度，使枪管与小圆筒体中心孔形成直通的喷氧通道，小圆筒体的中心孔即为喷氧咀；上述小圆筒体外表套进大圆筒体内壁，大圆筒体外表套进枪套管内壁组合在一起，所述大、小圆筒体表面每个轴向的条形槽便形成了截面呈梯形的通气孔；同时，枪管外表面与枪套管内壁形成水煤气夹层通道；所述的通气孔与水煤气夹层通道相通。
其中，枪头上所有梯形的通气孔的截面面积之和大于180mm2。
本发明水煤气喷枪内部设氧气通道，水煤气从环绕喷氧咀周围的36个通气孔喷出，一则有利于合理的水煤气的通气量，保持了合理的气流速度，同时使得气流比较分散，增加了水煤气与反应物溶体的反应面积，有利于低热值的水煤气燃烧剧烈高效的进行，使得供富氧空气压力明显降低。二则利用水煤气的喷射压力，将水煤气喷入富氧侧吹熔炼炉熔池中，替代碳质还原剂与反应物溶体直接实现还原反应；三则利用水煤气所产生的气流对水煤气喷枪喷氧咀的冷却保护，对提高水煤气喷枪的使用寿命起到很好的作用；本发明不使用保护气体N2保护喷氧咀；而是利用安装在富氧侧吹熔炼炉上的环形保护套，在喷嘴口形成稳定的保护层来保护喷氧咀，以免过度烧损；因而发明实际使用中寿命一般可达90天以上，大大的提高了富氧侧吹熔炼炉的作业率。本发明水煤气喷枪的工作参数：富氧空气工作压力0.06-0.08MPa，水煤气工作压力0.01-0.15MPa，只是现有技术的十分之一，大大降低了动力消耗，使富氧侧吹熔炼炉的生产能力得到大幅提高。
附图说明
图1为本发明富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪外形示意图。
图2为本发明部件组装示意图。
图3为本发明枪头端面图。
图4为图3的A-A剖面图。
图中附图标记为：1枪套管；2枪头；3枪管；4大圆筒体；5小圆筒体；6喷氧咀；7通气孔；8水煤气夹层通道；9保护套。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
如图1所示，一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪，由枪套管1、枪头2和枪管3组合而成，在枪套管1安装在富氧侧吹熔炼炉上的环形保护套9上。
如图2-4所示，所述枪头2为两段等长的大小圆筒体套合而成，其中，大圆筒体4表面匀布有20个轴向的条形槽，小圆筒体5表面匀布有12个轴向的条形槽；小圆筒体5一端与枪管3同轴对接，且枪管3外径比小圆筒体5的外径小2个条形槽深度之和的长度，使枪管3与小圆筒体5中心孔形成直通的喷氧通道，小圆筒体5的中心孔即为喷氧咀6；上述小圆筒体5外表套进大圆筒体4内壁，大圆筒体4外表套进枪套管1内壁组合在一起，所述大小圆筒体表面每个轴向的条形槽便形成了截面呈梯形的通气孔7；同时，枪管3外表面与枪套管1内壁形成水煤气夹层通道8；所述的通气孔7与水煤气夹层通道8相通。
上述的枪头2上所有梯形的通气孔7的截面面积之和大于180mm2。为了更好地使实施例与外接水煤气管、富氧管对接，在上述枪套管1和枪管3的一端末设计有管道丝纹。
实施例2
一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪，由枪套管1、枪头2和枪管3组合而成，在枪套管1安装在富氧侧吹熔炼炉上的环形保护套9上。所述枪头2为两段等长的大小圆筒体套合而成，其中，大圆筒体4表面匀布有20个与轴向偏角15°的斜条形槽，小圆筒体5表面匀布有12个与轴向偏角-15°的斜条形槽；小圆筒体5一端与枪管3同轴对接，且枪管3外径比小圆筒体5的外径小2个条形槽深度之和的长度，使枪管3与小圆筒体5中心孔形成直通的喷氧通道，小圆筒体5的中心孔即为喷氧咀6；上述小圆筒体5外表套进大圆筒体4内壁，大圆筒体4外表套进枪套管1内壁组合在一起，所述大小圆筒体表面每个条形槽便形成了截面呈梯形的通气孔7，且通气孔7的出口气流方向各异；从整体上看，通气孔7的出口气流方向呈内外正反两层旋风状；以利于混氧充分；同时，枪管3外表面与枪套管1内壁形成水煤气夹层通道8；水煤气夹层通道8外接水煤气管；所述的通气孔7与水煤气夹层通道8相通。
上述的枪头2上所有梯形的通气孔7的截面面积之和大于200mm2。

Claims (2)

1.一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪，由枪套管（1）、枪头（2）和枪管（3）组合而成；枪套管（1）外有保护套（9）；其特征在于：所述枪头（2）为等长的大、小圆筒体（4、5）两段套合而成，其中，大圆筒体（4）表面匀布有20个轴向的条形槽，小圆筒体（5）表面匀布有12个轴向的条形槽；小圆筒体（5）一端与枪管（3）同轴对接，且枪管（3）外径比小圆筒体（5）的外径小2个条形槽深度之和的长度，使枪管（3）与小圆筒体（5）中心孔形成直通的喷氧通道，小圆筒体（5）的中心孔即为喷氧咀（6）；上述小圆筒体（5）外表套进大圆筒体（4）内壁，大圆筒体（4）外表套进枪套管（1）内壁组合在一起，所述大、小圆筒体（4、5）表面每个轴向的条形槽便形成了截面呈梯形的通气孔（7）；水煤气从环绕喷氧咀（6）周围的36个通气孔喷出；同时，枪管（3）外表面与枪套管（1）内壁形成水煤气夹层通道（8）；所述的通气孔（7）与水煤气夹层通道（8）相通；在上述枪套管（1）和枪管（3）的一端末设计有管道丝纹。
2.根据权利要求1所述的一种富氧侧吹熔炼炉熔池用水煤气喷枪，其特征在于：所述的枪头（2）上所有梯形的通气孔（7）的截面面积之和大于180mm2。
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