CN104388624A - 直接喷入式铁水脱硫喷枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金属颗粒镁、镁基或钙基脱硫剂的直接喷入式铁水脱硫喷枪，包括依次连接相通的连接法兰、枪管，枪管由连接段枪管和枪身段枪管组成，连接段枪管包括枪芯，枪身段枪管的枪芯下端连接有的分配器，分配器由上端连接短管、下端堵头平台和开设在连接短管的管壁上的多个通孔，每个通孔连通有喷吹管，喷吹管分布在分配器侧壁外的耐火浇注料衬内。本发明通过铁水直喷金属颗粒镁脱硫喷枪的结构设计，提高喷吹强度，扩展脱硫反应面积，强化金属颗粒镁的气化与溶解；通过脱硫工艺步骤的改进，增强了对低品质金属颗粒镁与不同大小铁水罐喷吹脱硫的适应性，扩展了工艺的适应能力，降低了铁水脱硫金属颗粒镁消耗成本。

Description

直接喷入式铁水脱硫喷枪

技术领域

本发明涉及铁水预处理领域，具体地指一种用于金属颗粒镁、镁基或钙基脱硫剂的直接喷入式铁水脱硫喷枪。

背景技术

金属镁和硫之间具有极高的亲合力，在金属镁的铁水脱硫过程中，金属镁脱硫反应主要是通过溶解于铁水中的金属镁与硫的均相反应完成，是铁水脱硫的最强脱硫剂之一，具有用量、渣量、扒渣铁损少和环境污染小的优点。由于渣的存在不影响镁的均相脱硫反应，因而对铁水带有高炉渣不敏感；由于脱硫的镁用量少，因而脱硫处理的设备投资低，脱硫过程对铁水的化学成分也基本没有影响。

为了充分利用金属颗粒镁的强脱硫剂优势，针对金属镁熔点与气化温度低、高温下蒸气压力高的特点，从避免脱硫过程中金属镁高温条件下快速气化膨胀引起的铁水喷溅问题，乌克兰钛设计院、黑色冶金研究院早在上世纪50年代开发了采用枪头带气化室的喷枪进行铁水纯喷颗粒镁脱硫的工艺，并在实际生产中得到广泛应用，尤其是镁资源丰富的国家，例如：前苏联的联邦国家和我国。具体脱硫工艺过程是：以氮气为载气，以粒度为0.5～2.5mm的金属颗粒镁为脱硫剂，一般粒度控制为0.6～1.6mm。通过潜入铁水中的枪头带气化室的喷枪，气化室为圆台形内空结构，俗称喇叭形结构，将脱硫剂送达铁水罐中的铁水深处，通过金属颗粒镁进入铁水前在气化室中的预气化，避免颗粒镁在高温铁水中迅速气化带来的剧烈喷溅和控制困难的问题，也为金属颗粒镁气化提供了相应的气化时间与空间，同时，预气化的镁蒸汽与喷吹载气通过气化室底部平直的边沿排出进入铁水，通过铁水中镁气泡的界面脱硫反应和镁气泡界面溶解镁的均相脱硫反应，达到提高颗粒镁利用率和铁水脱硫效率的目的。但由于温度≥670℃时，熔化状态的镁与氮气发生反应：3Mg+N₂＝Mg₃N₂，而且随着温度的上升，反应速度加快；此外，金属镁还会与水、氧反应形成MgO，此外，金属颗粒镁杂质及其钝化膜的高温后残留物，由于这些反应产物熔点高，在气化室内壁不断粘附沉积，导致喷枪气化室内壁粘渣严重，为了维持气化室足够的气化空间与金属镁的稳定气化，必须不断地对气化室内壁粘渣进行清理，但促进了气化室的破损进程，影响喷枪使用寿命、使用性能以及生产效率，给实际生产应用带来不便，增加了生产维护的难度与生产成本。此外，在实际生产过程中，由于气化室内金属颗粒镁预气化的镁蒸汽聚集和大气泡脉冲式排出，导致瞬间气体喷吹动能剧增，引起喷枪剧烈摆动，此外，镁蒸汽大气泡上浮速度快、气泡液面溢出空隙大、铁水的快速回流填充，引起液面剧烈波动、震荡、翻腾甚至喷溅，致使镁蒸汽溢出逃逸，铁水脱硫稳定性差，脱硫技术经济指标波动大，尤其是不同生产线之间由于设备、操作与原材料等不同差异更大，并时有超大镁气泡液面排出引起的铁水剧烈喷溅现象，带来生产安全隐患，尤其是在喷枪气化室内壁粘结严重以及颗粒镁受潮水化引起的颗粒镁粘连与团聚时，由于气化室内镁蒸汽排出不畅以及团聚镁的集中气化，喷溅现象更为严重。由此可见，气化室喷枪纯喷金属颗粒镁脱硫工艺通过气化室的预气化缓冲，提高了金属颗粒镁的脱硫利用率，在操作工艺参数优化合理的条件下，可满足中小铁水罐中铁水金属镁小流量喷吹脱硫的需求，但对金属颗粒镁的质量要求高，否则将使气化室内壁粘渣进一步加剧，甚至在一罐次铁水脱硫过程中就出现气化室严重粘渣堵塞而无法完成铁水脱硫。因而，金属镁气化室喷枪喷吹铁水脱硫的核心关键技术难题在于气化室内壁粘渣严重与大气泡排出上浮带来的生产稳定性问题。

针对金属颗粒镁铁水脱硫用枪头带气化室喷枪在实际生产中气化室内壁粘渣清理问题，国内外早期的粘渣清理方式是人工机械打渣，因人工机械打渣环境恶劣、劳动强度大、清渣时间等而逐渐转变为水管冲洗后人工机械打渣。由于喷枪气化室内壁粘渣速度快，为了保证喷吹过程中有效的气化空间，一般控制粘渣层厚度约为35mm时进行一次水管冲洗与人工机械打渣；根据颗粒镁脱硫剂钝化膜厚度、杂质含量以及受潮状况的不同，内壁粘渣速度与处理周期也不同，随着颗粒镁脱硫剂钝化膜厚度、杂质含量的增加以及受潮状况的加剧，气化室内反应形成的高熔点化合物增加，内壁粘渣速度加快，清渣处理周期缩短，一般处理周期为1～5次不等。水管冲洗后人工机械打渣的原理是：通过内壁粘渣物(氮化镁、氧化镁、冷凝的金属镁)与冲洗水的水化反应，引起粘渣物结合相粘结强度降低和粘渣物体积膨胀而脱落，实际处理过程中，为了节省清渣维护时间，充分利用高温对水化反应的促进作用，采取喷枪起枪后立即喷水清渣，单次清渣处理时间为15min左右。常规水管冲渣的清渣装置是由渣盘、布置在中心的向上直喷的金属水管和安装在渣盘下部的小车构成；由于水管喷射水柱的集中、水对气化室内壁的强冷以及水流与水蒸气对气化室边裙耐火材料的水化和急冷作用，导致气化室金属构件变形、耐火材料枪裙工作衬裂纹脱落和气化室外壁耐火材料工作衬龟裂，加快了喷枪的破损进程，使喷枪使用寿命缩短1/3左右。

针对常规水管冲渣存在的不足，申请号为200810048587.8的中国发明专利公开了一种气化室脱硫喷枪内壁粘渣清理装置，该装置包括小车、设置在小车上的接渣盘、喷吹管和设置在喷吹管顶端的喷吹头，喷吹头设有螺旋雾化装置，螺旋雾化装置包括若干设置在喷吹头顶部的压缩空气喷孔和喷水口，以及至少一条沿喷吹管纵向轴线设置的螺旋形水通道，压缩空气喷孔与喷吹管中的压缩空气通道连通，喷水口通过螺旋形水通道与喷吹管中的水通道连通。通过螺旋雾化装置上至少一圈均匀布置的压缩空气喷孔与多道水流螺旋槽形成雾化水汽，避免了水管喷射水柱引起的冷却不均匀以及由此造成的局部热应力，减缓温差热应力引起的喷枪耐火材料工作衬裂纹剥落与金属气化室的变形进程，延长喷枪使用寿命，降低脱硫生产成本。

针对喷枪金属气化室变形以及水管冲洗对喷枪寿命的影响问题，申请号为200810048977.5的中国发明专利公开了一种延缓气化室粘渣速度、降低金属气化室变形进程的颗粒镁脱硫用气化室喷枪，其主要措施有：通过气化室钟罩形内空结构的优化设计，避免了气化室内空圆台形顶部转角对粘渣的促进作用，降低了粘渣速度与清渣频率，延缓了气化室金属构件的变形速度；从降低气化室金属钟罩的变形量、提高其与耐火材料工作衬结合强度的角度考虑，在气化室金属钟罩底边缘上设置了异形底边裙，吸收金属钟罩底边缘的整体变形，采取增大金属钟罩底边缘厚度的措施，增强了气化室金属钟罩的综合强度与抗变形能力，降低了金属材料与耐火材料热物理性质差异的不利影响，并通过异形底边裙上布置的V形和双V蝶形锚固件，提高金属钟罩底边缘与耐火材料枪裙工作衬之间的结合面积与结合强度，进而提高耐火材料枪裙工作衬的抗撞击破损能力；通过金属钟罩底边缘厚度大于底边裙厚度和底边裙沿金属钟罩底边缘外侧布置的结构设计，使金属钟罩底边缘形成内凸台，冲渣水从金属钟罩底边缘内壁滴落，避免了冲渣水与耐火材料枪裙工作衬的直接接触，延缓了耐火材料枪裙工作衬破损和金属钟罩底边缘烧损的进程。上述专利技术在实际生产中得到应用，虽然未解决气化室内壁粘渣的问题，但在提高清渣效率与降低清渣对喷枪气化室破损方面取得了良好的应用效果。

对于脱硫过程中存在的喷枪摆动大、镁蒸汽大气泡液面溢出引起的液面剧烈波动震荡与翻腾等问题，申请号为200810237411.7的中国发明专利公开了一种铁水纯喷颗粒镁脱硫用气化室喷枪，其主要特征在于：气化室形状为圆台与圆柱的组合形状或圆柱状，汽化室的末端为喷枪下部出口，侧壁上设置有2～12个喷枪侧部出口，喷枪侧部出口的中心线与等高面的最小夹角为0～60°，喷枪侧部出口或为圆形孔或为椭圆形孔或为喇叭形孔或为方形孔。具有气体在铁水中逸出均匀、气泡连续、喷吹稳定、液面波动小且喷溅少的优点。但从该专利的结构来看，喷枪侧壁上设置2～12个出口易被气化室内壁粘渣堵塞，导致侧部出口排气不稳定，同时也给气化室内壁粘渣清理带来困难，目前未见实际生产应用的报道。

综合上述可见，尽管针对铁水气化室喷枪纯喷金属颗粒镁脱硫工艺固有的不足开展了相关研究，但均未涉及问题的本质，只是设法减缓或弥补，但从该脱硫工艺的技术原理来看，若要实现有限空间内金属镁的预气化，由于金属镁原材料的纯度与喷吹载气的限制，始终无法根治预气化空间内壁的粘渣问题，也无法持续实现预气化镁蒸汽稳定喷吹。

针对上述铁水气化室喷枪纯喷金属颗粒镁脱硫工艺固有的不足，本世纪初乌克兰钛设计院、黑色冶金研究院学者根据铁水纯喷金属颗粒镁脱硫的反应热力学与动力学原理，通过金属颗粒镁在铁水中脱硫反应过程及其在铁水中的运动行为分析，提出了大型铁水罐单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫新工艺，通过大型铁水罐铁水的大深度为喷入铁水深处的金属颗粒镁气化、溶解与脱硫反应提供足够的上浮距离和停留时间，同时，通过喷入铁水中金属颗粒镁载气泡的穿透与分散，避免了气化室喷枪金属镁的预气化与镁蒸汽的聚集，减小镁蒸汽泡的体积，扩展单位质量金属镁蒸汽泡的溶解、反应接触面积，达到避免气化室内壁粘渣、提高脱硫效率与喷吹强度的目的。文献“牛琳霞，庄汉宁，新一代颗粒镁铁水脱硫工艺，钢铁研究，2005，No1，51-53”报道了铁水气化室喷枪与单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁脱硫以及铁水镁基复合喷吹脱硫的技术经济指标对比情况。根据上述文献的报道以及铁水气化室喷枪与单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁脱硫的经济指标与工艺技术的对比分析结果，在喷枪铁水插入深度≥3m时，单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫的吨铁镁消耗与气化室喷枪基本相同，并且，随着喷枪插入深度的增大，脱硫剂利用率提高，喷吹强度提高近一倍。文献“卢春生，屠学信，李鹏程等，首钢第二炼钢厂铁水喷镁脱硫工艺优化与实践，首钢科技，2005，No5,41-44”报道了首钢二炼钢厂200t铁水罐引进乌克兰直通式喷枪纯喷颗粒镁脱硫工艺的技术参数、经济指标及其工艺技术改进效果与发展过程。由该文献报道可见，对于200吨铁水罐，喷枪插入深度3～3.2m，单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺能够满足铁水脱硫稳定生产的需求，虽然避免了气化室喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫的气化室内壁粘渣问题，但与100吨铁水罐气化室喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫相比，喷吹强度基本相同，也仅为6～8kg/min，导致喷吹脱硫时间长，生产效率下降，否则将因镁蒸汽泡的聚集长大溢出而引起喷溅和大量镁蒸汽液面逃逸损耗，同时，对金属镁的质量要求也完全相同，以保证在3～3.2m的上升距离内完成金属颗粒镁的气化与溶解，吨铁金属镁消耗增加10％以上，说明金属镁利用率略有下降。为了提高金属颗粒镁喷吹强度，文献“舍甫钦科АФ，巴什马科夫АМ，马那钦ИА等，铁水包内大用量喷镁脱硫工艺，炼钢，2013，No6,5-8”基于铁水双枪镁基复合喷吹脱硫工艺显著提高生产效率的实际生产结果，在台湾中钢300吨铁水罐上采用双喷口喷枪取代原单喷口直通式喷枪进行铁水纯喷金属颗粒镁脱硫，在铁水脱硫稳定生产的条件下，金属颗粒镁喷吹强度提高50～120％(达16～25kg/min)镁利用率提高了25～35％(平均达到47.3％)，并相应地缩短了铁水喷吹脱硫作业时间，但吨铁金属颗粒镁平均消耗为0.41kg/t，比首钢二炼钢厂报道的平均值高30％以上。综合上述可见，气化室喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺相比，单喷口或双喷口喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺能够避免因金属颗粒镁预气化带来的气化室内壁粘渣问题，但吨铁金属颗粒镁平均消耗上升，综合技术经济指标有所降低，不利于铁水纯喷金属颗粒镁脱硫的低成本化生产；同时，由于中小型铁水罐铁水深度浅，铁水中金属颗粒镁上浮行程小、停留时间短，无法在上浮过程中完成金属颗粒镁的气化与溶解，因而，单喷口或双喷口喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺不适合中小型铁水罐的铁水纯喷金属颗粒镁脱硫。由此可见，吨铁金属颗粒镁消耗高、不适应中小型铁水罐脱硫是该技术的固有不足。

综合上述分析可见，对于实际生产应用的两种铁水纯喷金属颗粒镁脱硫工艺均存在其固有的不足，目前还未见到相关的解决措施及相关改进技术报道，因而，有必要开展进一步的研究，以充分利用金属颗粒镁的强脱硫剂优势，达到铁水脱硫的高质量、低成本、稳定生产目的。

为了克服金属镁熔点与气化温度低、高温下蒸气压力高等对铁水喷吹脱硫带来的不利影响，1982年美国ESM公司在1976年美国koros发明了复合喷吹CaO/CaC₂粉剂铁水脱硫方法专利的基础上，发明了铁水罐用镁基喷吹脱硫技术，并得到成功应用，1985～1986年传入欧洲，并随着镁基铁水喷吹脱硫技术的不断完善，目前已成为一种主要的铁水脱硫工艺在国内外钢铁企业推广应用，脱硫剂主要是钝化镁粉和石灰粉，其中，金属镁粉与石灰粉的常规比例范围为1︰4～1︰1，镁粉是最有效地脱硫成分，而石灰能加速脱硫反应，使生成的MgS、CaS等聚合成浮渣，再一同排出，其脱硫速度快，脱硫效率高，铁水损失和铁水温降小，能使铁水中的[S]降低至0.002％以下。该技术通过石灰粉的添加，降低金属镁的喷吹量和镁气化体积，通过脱硫剂中氧化钙的分散作用，减小镁蒸汽泡体积，达到遏制金属镁快速气化与镁蒸汽泡聚集上浮溢出带来的铁水喷溅和金属镁脱硫利用率的下降。但采用的是单喷口直通喷枪，后经改进发展，也有倒T形双喷口喷枪，由于喷射流畅搅拌动能的限制，脱硫剂利用效率难以进一步提高，导致脱硫剂消耗高，其吨铁金属镁消耗与乌克兰发明的纯喷金属颗粒镁脱硫的消耗量基本相同，石灰粉的脱硫功效未能充分发挥。由此可见，改善镁基、钙基脱硫剂喷吹铁水脱硫动力学条件是提高铁水脱硫效率的关键所在。

发明内容

本发明的目的是提供了一种用于金属颗粒镁、镁基或钙基脱硫剂的直接喷入式铁水脱硫喷枪，

常规气化室喷枪和单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺以及镁基或钙基脱硫剂喷吹脱硫工艺存在的固有不足，基于金属颗粒镁以及镁基或钙基脱硫剂的脱硫反应热力学与动力学原理，通过喷枪结构、喷吹工艺的改进，提供一种直接喷入使铁水脱硫喷枪及其使用方法。

本领域常规铁水纯喷颗粒镁脱硫喷枪的结构分析：

通过水模试验，观察与分析了常规气化室喷枪与单喷口直通式喷枪纯喷颗粒镁铁水脱硫工艺中的喷吹气泡运动行为，具体试验结果如下：

对于常规气化室喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，喷吹载气与金属颗粒镁气化气在喷枪气化室逐渐聚集，气化室内压力不断升高，推动气化室内液面向气化室底部边缘落下，随着喷吹载气与金属颗粒镁气化气的不断充填，气化室内聚集的大量气体随机沿气化室底部边缘某部位以大气泡的形式突然排出，气化室内气压骤然下降，气化室内液面重新涨高，在大气泡排出动能作用下，喷枪强烈摆动；喷入铁水中的大气泡在浮升力的作用下快速上浮，并随着上浮过程中静压力的减小，大气泡体积不断长大，最终溢出自由液面进入大气空间，通过大气泡溢出空间的液体快速回流填充与撞击，引起自由液面的剧烈波动与震荡，如此反复，实现喷吹载气与金属颗粒镁气化气的间断脉冲式喷入铁水，并通过镁气泡界面的铁水反应脱硫以及铁水中界面溶解镁的均相反应脱硫达到铁水脱硫的目的。通过不同工艺参数条件下的水模试验可见，随着喷吹气体流量的增大，气化室内排出的大气泡频率增大，自由液面波动与震荡不断增强，当喷吹气体流量大于某一数值后，出现液体喷溅现象；随着喷枪插入深度的增大，自由液面波动与震荡不断增强，出现喷溅的最小喷吹流量减小；随着气化室内空体积的增大，相同喷吹流量条件下，排出的气泡体积增大，气泡排出频率下降，相应的自由液面波动、喷溅现象有所减轻；在试验过程中，未发现气化室排出气泡的分裂现象，但在大喷吹流量条件下，观察到气泡的合并长大现象，存在严重的喷枪振动与喷溅风险。

对于常规单喷口直通式喷枪纯喷颗粒镁铁水脱硫工艺，喷吹载气与金属颗粒镁通过喷吹口向罐底方向射出，形成气泡束流股；在浮升力与液体阻力的作用下，向下喷射的气泡束流股动能快速耗尽，流股仅向下延伸微小距离后折回上浮长大，最终通过自由液面的溢出排入大气空间；通过气泡束溢出空间的液体快速回流填充与撞击，引起自由液面的剧烈波动与震荡；通过喷入铁水中金属颗粒镁的气化、溶解，实现镁气泡界面的铁水反应脱硫以及铁水中界面溶解镁的均相反应脱硫，最终达到铁水脱硫的目的。通过不同工艺参数条件下的水模试验可见，随着喷吹气体流量的增大，喷吹口排出的气泡束增多，气泡排出频率加快，自由液面波动与震荡不断增强，当喷吹气体流量大于某一数值后，气泡束形成连续的喷射流股，并出现液体喷溅现象；随着喷枪插入深度的增大，自由液面波动与震荡不断增强，出现喷溅的最小喷吹流量减小；在试验过程中，未发现喷出气泡的分裂现象，但在大喷吹流量条件下，观察到气泡的合并长大现象，存在严重的喷枪振动与喷溅风险。

对比上述两种纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺的水模试验结果可见，相同喷吹流量条件下(考虑金属镁气化的影响)，与气化室喷枪喷纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺相比，单口直通式喷枪喷吹口排出的气泡体积小，气泡排出频率远高，喷枪摆动小，自由液面波动弱，出现喷溅的最小喷吹流量大。同时，对于常规气化室喷枪纯喷颗粒镁铁水脱硫工艺，喷枪的气化室设置，提供了金属颗粒镁的预气化空间与停留机会，相应地延长了金属镁气泡在铁水中的溶解与脱硫反应时间，避免了金属镁直接喷入铁水后快速加热与气化带来的铁水喷溅，提高了金属镁脱硫反应利用率和铁水脱硫效率，并使气化室喷枪纯喷颗粒镁铁水脱硫可在铁水深度不深的中小型铁水罐中实现铁水的稳定高效脱硫，但气化室底部金属镁大气泡的排出，镁气泡界面的比表面积小，影响了金属镁通过气泡界面向铁水中的溶解速度以及镁气泡的界面脱硫反应和铁水中溶解镁的均相脱硫反应；气化室内大气泡排出导致气化室内压力波动、喷枪摆动，自由液面的大气泡溢出引起液面剧烈波动、甚至喷溅和镁蒸汽的逃逸，降低金属镁的脱硫利用率，限制了金属镁喷吹强度的提高；此外，金属颗粒镁钝化膜与杂质、受潮反应物及其与喷吹载气间的反应产物，都将使气化室内金属颗粒镁气化后形成固态残留物，引起气化室内壁粘附沉积，使气化室有效空间减小，金属颗粒镁预气化速度下降，导致残余金属镁直接进入铁水而引起喷溅，金属镁脱硫利用率急剧下降，甚至无法稳定生产，因而要求金属颗粒镁不受潮，Mg百分含量≥92％，粒径为0.5～1.6mm，以降低金属颗粒镁的杂质含量，同时还必须不断进行气化室内壁粘渣清理维护，以保持金属颗粒镁足够的预气化空间。对于与常规单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，由于金属颗粒镁直接喷射到铁水中，因而，金属颗粒镁杂质、钝化膜、受潮反应物及其与喷吹载气的反应物等固态气化残留物均分散在铁水中，不影响金属颗粒镁的喷吹及其脱硫反应，因而可降低金属颗粒镁的质量要求，但由于金属颗粒镁杂质、钝化膜、受潮反应物等明显降低金属镁的气化速度，在铁水中金属颗粒镁上浮行程有限的条件下，对金属颗粒镁的质量要求仍严格，实际要求仍为金属颗粒镁不受潮，Mg百分含量≥92％，粒径为0.5～1.6mm；由于金属颗粒镁的气化与溶解均是在金属颗粒镁铁水中上浮过程完成，需要足够的上浮距离与停留时间才能保证金属颗粒镁的完全溶解，否则将导致大量镁气泡液面溢出逃逸，金属镁脱硫利用率急剧下降，并带来铁水喷溅，因而，只能在铁水深度大于3m的中大型铁水罐上进行纯喷金属颗粒镁铁水脱硫；此外，由于大喷吹流量时气泡束在上浮过程中存在气泡合并聚集现象，出现瞬间大量气泡溢出液面，引起铁水剧烈喷溅，因而金属颗粒镁喷吹强度也不能太大。由此可见，对于常规气化室喷枪纯喷颗粒镁铁水脱硫工艺，既有增强脱硫工艺适应性和提高颗粒镁脱硫效率的优点，同时也有喷枪摆动、自由液面波动、镁蒸汽逃逸、喷吹强度低与气化室内壁粘渣严重等固有不足。对于常规单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，既有避免或弱化气化室喷枪工艺固有不足的优点，同时也存在不适应铁水深度小于3m的中小型铁水罐脱硫需求、金属颗粒镁脱硫利用率偏低、喷吹强度有限等固有不足。此外，上述两种常规工艺对金属颗粒镁的质量要求严格，限制了铁水脱硫成本的降低。

对于单喷口直通式喷枪或倒T形双喷口喷枪镁基脱硫剂复合喷吹脱硫工艺，喷吹气泡行为、喷射流场以及金属镁的气化、溶解于脱硫反应行为与上述单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺相同，仍然存在存在严重的喷枪振动与喷溅风险，石灰粉的主要作用在于促进金属镁粉的分散，并与脱硫反应MgS产物反应生成CaS，提高脱硫反应产物的稳定性，防止MgS产物的氧化回硫；由此可见，要充分发挥石灰粉的作用，必须使其穿透气泡才能实现。对于单喷口直通式喷枪或倒T形双喷口喷枪钙基脱硫剂喷吹脱硫工艺，钙基脱硫剂则是通过穿透气泡后的固相界面反应进行铁水脱硫，因而，脱硫剂穿透气泡是影响脱硫反应过程与脱硫效率的关键因素。尽管在喷吹流量与喷口直径设计时已根据脱硫剂临界粒度进行了喷吹速度计算，但因脱硫剂粒度分布范围大，仍有未反应的脱硫剂随气泡上浮到渣面，降低了脱硫剂利用率，脱硫剂消耗量大，脱硫成本高。

针对上述常规气化室喷枪和单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺以及单喷口直通式喷枪或倒T形双喷口喷枪镁基、钙基脱硫剂喷吹脱硫工艺存在的固有不足，基于金属颗粒镁脱硫、钙基脱硫剂反应热力学与动力学原理，本发明提供的一种直接喷入式铁水脱硫喷枪，包括依次连接相通的连接法兰、枪管，所述枪管由连接段枪管和枪身段枪管组成，所述连接段枪管包括枪芯，所述枪身段枪管包括枪芯、锚固件组和耐火浇注料衬，所述枪芯由内至外依次均为主管和增强管，所述主管外侧以轴线为中心线由内向外呈发射状均匀布置有多条用于连接增强管的搭桥焊接件，所述枪身段枪管的枪芯下端连接有用于分配金属颗粒镁、镁基或钙基脱硫剂的分配器，所述分配器外壁上设置有锚固件组和耐火浇注料衬，所述分配器由上端连接短管、下端堵头平台和开设在连接短管的管壁上的多个通孔，每个通孔连通有喷吹管，所述喷吹管分布在分配器侧壁外的耐火浇注料衬内。

进一步地，所述连接短管与主管焊接连通，且连接短管的内外径与主管的内外径相同。

再进一步地，所述主管内套有一个长度相同的内插喷吹管，所述内插喷吹管下端连接有喷吹管接口，所述喷吹管接口另一端连通有连接短管连通，且连接短管内圆直径与内插喷吹管、喷吹管插接口内径相同，所述喷吹管插接口外壁面开设有螺纹，其与主管下端口内壁的螺纹配合连接。

再进一步地，所述通孔轴线与连接短管径线相交呈夹角β，β为0～45°。

再进一步地，所述堵头平台呈圆锥体或圆锥台，所述通孔设置在连接短管与堵头平台相交处，

再进一步地，所述喷吹管为直管或弧形弯管，喷吹管出口轴线与分配器径线夹角α为0～90°，所述喷吹管内径d为脱硫剂临界粒径dm的4～8倍。

再进一步地，所述锚固件组包括V形锚固件和双V形锚固件，所述V形锚固件组和双V形锚固件组沿枪芯和分配器外表面错位排列焊接，所述V形锚固件组顶端焊接有环形锚固件。

再进一步地，所述耐火浇注料衬由内至外均由隔热缓冲层和耐火浇注料层组成，所述隔热缓冲层和耐火浇注料层结合面涂刷了有机硅偶联剂；所述隔热缓冲层的厚度为2～5mm，所述V形锚固件和双V形锚固件穿过隔热缓冲层，且包埋于耐火浇注料层内。

再进一步地，所述搭桥焊接件穿过增强管上的开孔，所述主管和增强管之间的空隙内填充有填充料。

再进一步地，所述分配器外壁的耐火浇注料衬浇筑厚度加粗，且底面与侧面结合部为圆弧过渡面、分配器外壁加粗的耐火浇注料衬与枪芯非加粗的耐火浇注料衬之间为斜面过渡。

本发明的直接喷入式铁水脱硫喷枪的使用方法为：

1)设备完善：在不改变常规铁水纯喷金属颗粒镁脱硫工艺设备的条件下，仅采用铁水直喷金属颗粒镁脱硫喷枪取代现有工艺的气化室喷枪或单喷口直通式喷枪，完善铁水纯喷金属颗粒镁脱硫工艺设备。

2)工艺参数的完善：

(a)对于原为中小型铁水罐气化室喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，金属颗粒镁粒径范围为0.5～1mm，金属颗粒镁中Mg的百分含量≥70％；控制喷枪插入深度，使喷吹管出口距离罐底200～250mm；金属镁喷吹强度随着颗粒镁中Mg的百分含量的降低而增大，可在原工艺喷枪强度的80～150％间选择；根据喷枪喷吹管数量与喷射口总面积，控制喷吹载气压力与流量，使喷口平均喷射速度V＞V1(V1为金属颗粒镁侵入铁水中所必需的最小临界速度)，具体可按照文献“吴巍，胡砚斌，喷吹法铁水脱硫反应动力学分析研究，钢铁，2006，No11,17-19”提供的计算公式或图表进行V1的计算或查表选择；其他工艺参数和控制方式与原工艺相同；

(b)对于原为中大型铁水罐单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，金属颗粒镁粒径范围为0.5～1.6mm，金属颗粒镁中Mg的百分含量≥70％；控制喷枪插入深度，使喷吹管出口距离罐底250～350mm；金属镁喷吹强度随着颗粒镁中Mg的百分含量的降低而增大，可在原工艺喷枪强度的100～200％间选择；根据喷枪喷吹管数量与喷射口总面积，控制喷吹载气压力与流量，使喷口平均喷射速度V＞V1(V1为金属颗粒镁侵入铁水中所必需的最小临界速度)，具体可按照文献“吴巍，胡砚斌，喷吹法铁水脱硫反应动力学分析研究，钢铁，2006，No11,17-19”提供的计算公式或图表进行V1的计算或查表选择；其他工艺参数和控制方式与原工艺相同。

3)对于常规镁基复合喷吹铁水脱硫工艺，可直接采用本发明的铁水直喷金属颗粒镁脱硫喷枪取代镁基复合喷吹铁水脱硫喷枪进行脱硫，在脱硫剂原材料和气固输送比例不变的条件下，可提高喷吹强度50％以上，同时提高脱硫剂利用率。

本发明的有益效果在于：

本发明基于常规气化室喷枪和单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺的技术特点，选择了金属颗粒镁直接喷吹到铁水中的喷吹方式，金属颗粒镁杂质、钝化膜、受潮反应物及其与喷吹载气的反应物等固态气化残留物均分散在铁水中，不影响金属颗粒镁的喷吹及其脱硫反应，因而可降低金属颗粒镁的质量要求，避免气化室内壁粘渣的固有不足，并提出了一种直接喷入式铁水脱硫喷枪，该喷枪结构优点如下：

1)本发明提供通过分配器与喷吹管的结构设计，使内插喷吹管输送的喷吹载气与金属颗粒镁由喷吹管插接口导入分配器，并通过多个喷吹管形成多个流股喷射进入铁水，扩大金属颗粒镁与铁水的接触面积及其在铁水中的分散区域，加快金属颗粒镁的气化与溶解进程，同时，通过多流股喷射的方式，与原工艺的单流股喷吹相比，单流股喷吹动能与气泡束体积显著下降，镁蒸汽泡上浮速度、液面溢出逃逸率也大幅度下降，喷吹过程中铁水自由液面波动震荡显著下降、铁水喷溅的最小临界喷吹流量显著提高。

2)本发明通过分配器中通孔沿上连接短管径线偏心布置、通孔)内壁面与上连接短管内圆壁面相切的优选，通过直管或弧形弯管喷吹管的结构设计，使喷吹管出口轴线与分配器径线夹角α为3～90°；通过喷出口区域枪体的遏制作用和弧形弯管喷吹口的旋转导流作用，迫使喷吹流股绕喷枪枪体螺旋上升，延长喷射流股上浮行程；通过喷吹管轴线与分配器径线夹角β为0～45°的设计，进一步强化在喷出口区域枪体的遏制作用；通过分配器与喷吹管所处的枪头部位枪体外径加粗的结构设计，在强化喷射流股的旋流作用的同时，扩展流股分散区域，提高枪头的抗破损能力。通过喷吹流股围绕喷枪螺旋的上升，促进脱硫剂的气泡穿透能力，改善脱硫剂反应动力学条件，提高脱硫剂利用率，同时，使喷射流股反作用力沿喷枪轴向分布，减小喷吹流股对喷枪径向与轴向的喷射反作用力，遏制喷枪的上下跳动与径向摆动，提高了喷吹的稳定性，降低喷吹过程的铁水喷溅与铁水卷渣，提高金属收得率，延缓喷枪破损进程，此外，强化喷吹流股对铁水的搅拌、延长流股的上浮行程，进一步扩大脱硫剂与铁水的接触面积及其在铁水中的分散区域，提高脱硫剂反应效率，促进脱硫产物的聚集与上浮，达到提高铁水脱硫效率的目的；对于铁水纯喷金属颗粒镁脱硫，也可弥补金属颗粒镁脱硫剂杂质含量对气化速度的影响，并在金属颗粒镁Mg含量较低和铁水深度有限的条件下，达到铁水脱硫稳定生产、提高金属颗粒镁脱硫利用率的目的；从而克服单喷口直通式喷枪不能适应铁水深度小于3m的中小型铁水罐纯喷颗粒镁脱硫、金属镁脱硫利用率低、喷吹强度受限、金属颗粒镁质量要求高等的固有不足。对于单喷口直通式喷枪或倒T形双喷口喷枪镁基、钙基脱硫剂复合喷吹脱硫工艺，强化了脱硫剂的气泡穿透能力，扩展了钙基脱硫剂的固相反应界面，提高脱硫剂利用率，弥补了脱硫反应动力学条件差的不足。

3)本发明通过枪芯与分配器以及喷吹管与分配器连接方式的设计，保证了载气与脱硫剂喷吹通道的畅通与喷吹的稳定性。通过耐火材料工作衬的隔热缓冲层和耐火浇注料层的双层结构设计，提高了耐火材料工作衬的导热热阻，降低了枪芯、喷吹管插接口和分配器等金属构件的实际工作温度，提高了喷枪抗高温性能与抗热震裂纹破损能力；通过隔热缓冲层和耐火浇注料层结合面有机硅偶联剂的涂刷，增强了隔热缓冲层和耐火浇注料层的界面结合强度，提高了耐火材料工作衬的综合性能与抗破损能力，达到延长喷枪的使用寿命、稳定喷枪使用性能的目的。通过喷吹管内径d为脱硫剂临界粒径dm的4～8倍的选择，保证喷吹管气固两相流喷射的稳定畅通，防止喷吹管堵塞；通过分配器与喷吹管所处的枪头部位枪体外径与其它段形同或为加粗枪体以及枪头底面与侧面结合部为圆弧过渡面、加粗枪体与非加粗枪体间斜面过渡的结构设计，增强了枪头的抗破损能力，同时也促进了喷吹流股在铁水中的穿透距离，强化脱硫剂在铁水中的分散和脱硫反应，降低脱硫剂消耗，提高脱硫效率。

4)本发明的使用方法，通过设备完善步骤，保证了本发明喷枪的安装上线以及喷吹设备系统的使用功能；通过工艺完善步骤，对于不同的纯喷金属颗粒镁铁水脱硫原工艺，确定了新方法相应的工艺参数范围与金属颗粒镁原料条件，保证纯喷金属颗粒镁铁水脱硫反应的高效稳定进行，提高铁水脱硫效率，并通过低品质金属颗粒镁的使用，降低脱硫剂消耗成本。其中，对于原为中小型铁水罐气化室喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，金属颗粒镁粒径范围为0.5～1mm，金属颗粒镁中Mg的百分含量≥70％；控制喷枪插入深度，使喷吹管出口距离罐底200～250mm；对于原为中大型铁水罐单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，金属颗粒镁粒径范围为0.5～1.6mm，金属颗粒镁中Mg的百分含量≥70％；控制喷枪插入深度，使喷吹管出口距离罐底250～350mm。对于常规镁基、钙基脱硫剂喷吹铁水脱硫工艺，通过分配器与枪芯主管的焊接连通，实现主管与多个喷吹管的连通；通过多个喷吹管的喷吹流股分散以及喷吹流股的螺旋上浮行程延长，可在脱硫剂原材料和气固输送比例不变的条件下，提高常规镁基、钙基脱硫剂喷吹铁水脱硫工艺的喷吹强度50％以上，同时提高脱硫剂利用率，降低脱硫剂消耗，缩短脱硫喷吹时间。

综合上述可见，与常规气化室喷枪或单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫相比，本发明通过铁水直喷金属颗粒镁脱硫喷枪的结构设计，提高喷吹强度，扩展脱硫反应面积，强化金属颗粒镁的气化与溶解；通过脱硫工艺步骤的改进，增强了对低品质金属颗粒镁与不同大小铁水罐喷吹脱硫的适应性，扩展了工艺的适应能力，降低了铁水脱硫金属颗粒镁消耗成本。同时，通过分配器与枪芯主管的焊接连通，实现分配器与喷吹管结构在常规铁水镁基、钙基脱硫剂喷吹脱硫喷枪上的应用，通过脱硫反应面积的扩展与上浮行程的延长以及旋转流股对脱硫剂穿透能力的强化，达到提高铁水脱硫效率的目的。因而，本发明具有喷枪结构合理、制作工艺流畅、制造方便、加工手段简单、质量保证技术完备等特点，可适用不同品质金属颗粒镁直接喷吹铁水脱硫工艺以及镁基、钙基脱硫剂喷吹铁水脱硫工艺，达到改善铁水脱硫动力学条件、喷吹稳定、成本低廉、脱硫高效、喷枪使用寿命长等目的。

附图说明

图1为本发明用于金属颗粒镁直接喷入式铁水脱硫喷枪的结构示意图；

图2为本发明用于金属颗粒镁、镁基或钙基脱硫剂直接喷入式铁水脱硫喷枪的结构示意图；

图3为本发明用于金属颗粒镁直接喷入式铁水脱硫喷枪的另一种结构示意图；

图4为图1和3的A-A剖面图；

图5为图2的A-A剖面图；

图6为图1、2、3的C-C剖面图；

图7为一种分配器和喷吹管组合结构E-E剖面图；

图8为另一种分配器和喷吹管组合结构E-E剖面图；

图9为分配器和直管喷吹管组合结构D-D剖面图；

图10为分配器和弧形弯管喷吹管组合结构D-D剖面图；

图中，连接法兰1、枪管2、连接段枪管2.1、枪身段枪管2.2、喷吹管插接口3、分配器4、连接短管4.1、下端堵头平台4.2、通孔4.3、内插喷吹管5、枪芯6、主管6.1、增强管6.2、搭桥焊接件6.3、填充料6.4、开孔6.5、锚固件组7、V形锚固件7.1、双V形锚固件7.2、环形锚固件7.3、耐火浇注料衬8、隔热缓冲层8.1、耐火浇注料层8.2、喷吹管9。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

如图1、4、5、6、7、8、9、10所示，一种用于金属颗粒镁直接喷入式铁水脱硫喷枪，包括依次连接相通的连接法兰1、枪管2，枪管2由连接段枪管2.1和枪身段枪管2.2组成，连接段枪管2.1包括枪芯6，枪身段枪管2.2包括枪芯6、锚固件组7和耐火浇注料衬8，枪芯6由内至外依次均为主管6.1和增强管6.2，主管6.1外侧以轴线为中心线由内向外呈发射状均匀布置有多条用于连接增强管6.2的搭桥焊接件6.3，枪身段枪管2.2的枪芯6下端连接有用于分配金属颗粒镁、镁基或钙基脱硫剂的分配器4，分配器4外壁上设置有锚固件组7和耐火浇注料衬8，分配器4由上端连接短管4.1、下端堵头平台4.2和开设在连接短管4.1的管壁上的2～4个通孔4.3，堵头平台4.2呈圆锥体或圆锥台，通孔4.3设置在连接短管4.1与堵头平台4.2相交处，

每个通孔4.3连通有喷吹管9，喷吹管9分布在分配器4侧壁外的耐火浇注料衬8内。

主管6.1内套有一个长度相同的内插喷吹管5，内插喷吹管5下端连接有喷吹管接口3，喷吹管接口3另一端连通有连接短管4.1连通，且连接短管4.1内圆直径与内插喷吹管5、喷吹管插接口3内径相同，喷吹管插接口3外壁面开设有螺纹，其与主管6.1下端口内壁的螺纹配合连接。

通孔4.3轴线与连接短管4.1径线相交呈夹角β，β为0～45°，

喷吹管9为直管或弧形弯管，喷吹管9出口轴线与分配器5径线夹角α为3～90°，喷吹管内径d为脱硫剂临界粒径dm的4～8倍。

锚固件组7包括V形锚固件7.1和双V形锚固件7.2，V形锚固件组7.1和双V形锚固件组7.2沿枪芯5和分配器4外表面错位排列焊接，V形锚固件组7.1顶端焊接有环形锚固件7.3。

耐火浇注料衬8由内至外均由隔热缓冲层8.1和耐火浇注料层8.2组成，隔热缓冲层8.1和耐火浇注料层8.2结合面涂刷了有机硅偶联剂；隔热缓冲层8.1的厚度为2～5mm，V形锚固件7.1和双V形锚固件7.2穿过隔热缓冲层8.1，且包埋于耐火浇注料层8.2内。

搭桥焊接件6.3穿过增强管6.2上的开孔6.5，主管6.1和增强管6.2之间的空隙内填充有填充料6.4。

该脱硫喷枪的使用方法为：

1)设备完善：在不改变常规铁水纯喷金属颗粒镁脱硫工艺设备的条件下，仅采用铁水直喷金属颗粒镁脱硫喷枪取代现有工艺的气化室喷枪或单喷口直通式喷枪，完善铁水纯喷金属颗粒镁脱硫工艺设备。

2)工艺参数的完善：

1、设备完善：在不改变常规铁水纯喷金属颗粒镁脱硫工艺设备的条件下，仅采用本发明的铁水直喷金属颗粒镁脱硫喷枪取代现有工艺的气化室喷枪或单喷口直通式喷枪，完善铁水纯喷金属颗粒镁脱硫工艺设备。

2、工艺参数的完善：

(a)对于原为中小型铁水罐气化室喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，金属颗粒镁粒径范围为0.5～1mm，金属颗粒镁中Mg的百分含量≥70％；控制喷枪插入深度，使喷吹管10出口距离罐底200～250mm；金属镁喷吹强度随着颗粒镁中Mg的百分含量的降低而增大，可在原工艺喷枪强度的80％～150％间选择；根据喷枪喷吹管9数量与喷射口总面积，控制喷吹载气压力与流量，使喷口平均喷射速度V＞V1(V1为金属颗粒镁侵入铁水中所必需的最小临界速度)，具体可按照文献“吴巍，胡砚斌，喷吹法铁水脱硫反应动力学分析研究，钢铁，2006，No11,17-19”提供的计算公式或图表进行V1的计算或查表选择；其他工艺参数和控制方式与原工艺相同。

(b)对于原为中大型铁水罐单喷口直通式喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫工艺，金属颗粒镁粒径范围为0.5～1.6mm，金属颗粒镁中Mg的百分含量≥70％；控制喷枪插入深度，使喷吹管10出口距离罐底250～350mm；金属镁喷吹强度随着颗粒镁中Mg的百分含量的降低而增大，可在原工艺喷枪强度的100～200％间选择；根据喷枪喷吹管9数量与喷射口总面积，控制喷吹载气压力与流量，使喷口平均喷射速度V＞V1(V1为金属颗粒镁侵入铁水中所必需的最小临界速度)，具体可按照文献“吴巍，胡砚斌，喷吹法铁水脱硫反应动力学分析研究，钢铁，2006，No11,17-19”提供的计算公式或图表进行V1的计算或查表选择；其他工艺参数和控制方式与原工艺相同。

实施例2

如附图2、5、6、7、8、9和10所示：一种用于金属颗粒镁、镁基或钙基脱硫剂直接喷入式铁水脱硫喷枪，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

喷枪的组成中没有内插喷吹管2与喷吹管插接口4，连接短管4.1与主管6.1焊接连通，且连接短管4.1的内外径与主管6.1的内外径相同。

该喷枪的使用方法：

直接采用该喷枪进行脱硫，控制喷枪插入深度，使喷吹管9出口距离罐底250～350mm。根据喷枪喷吹管9数量与喷射口总面积，控制喷吹载气压力与流量，使喷口平均喷射速度V＞V1(V1为金属颗粒镁侵入铁水中所必需的最小临界速度)，具体可按照文献“吴巍，胡砚斌，喷吹法铁水脱硫反应动力学分析研究，钢铁，2006，No11,17-19”提供的计算公式或图表进行V1的计算或查表选择；其他工艺参数和控制方式与原工艺相同。在脱硫剂原材料和气固输送比例不变的条件下，可提高喷吹强度50％以上，同时提高脱硫剂利用率。

实施例3

如附图3、4、5、6、7、8、9和10所示，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于分配器4与喷吹管9所处的枪头部位枪体为加粗枪体，枪头底面与侧面结合部为圆弧过渡面、加粗枪体与非加粗枪体间斜面过渡。其它结构与使用方法与实施例1、实施例2相同。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种直接喷入式铁水脱硫喷枪，包括依次连接相通的连接法兰(1)、枪管(2)，所述枪管(2)由连接段枪管(2.1)和枪身段枪管(2.2)组成，所述连接段枪管(2.1)包括枪芯(6)，所述枪身段枪管(2.2)包括枪芯(6)、锚固件组(7)和耐火浇注料衬(8)，其特征在于：所述枪芯(6)由内至外依次均为主管(6.1)和增强管(6.2)，所述主管(6.1)外侧以轴线为中心线由内向外呈发射状均匀布置有多条用于连接增强管(6.2)的搭桥焊接件(6.3)，其特征在于：所述枪身段枪管(2.2)的枪芯(6)下端连接有用于分配金属颗粒镁、镁基或钙基脱硫剂的分配器(4)，所述分配器(4)外壁上设置有锚固件组(7)和耐火浇注料衬(8)，所述分配器(4)由上端连接短管(4.1)、下端堵头平台(4.2)和开设在连接短管(4.1)的管壁上的多个通孔(4.3)组成，每个通孔(4.3)连通有喷吹管(9)，所述喷吹管(9)分布在分配器(4)侧壁外的耐火浇注料衬(8)内。 

2.根据权利要求1所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述连接短管(4.1)与主管(6.1)焊接连通，且连接短管(4.1)的内外径与主管(6.1)的内外径相同。 

3.根据权利要求1所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述主管(6.1)内套有一个长度相同的内插喷吹管(5)，所述内插喷吹管(5)下端连接有喷吹管接口(3)，所述喷吹管接口(3)另一端连通有连接短管(4.1)连通，且连接短管(4.1)内圆直径与内插喷吹管(5)、喷吹管插接口(3)内径相同，所述喷吹管插接口(3)外壁面开设有螺纹，其与主管(6.1)下端口内壁的螺纹配合连接。 

4.根据权利要求2或3所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述通孔(4.3)轴线与连接短管(4.1)径线相交呈夹角β，β为0～45°。 

5.根据权利要求4所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于： 所述堵头平台(4.2)呈圆锥体或圆锥台，所述通孔(4.3)设置在连接短管(4.1)与堵头平台(4.2)相交处。 

6.根据权利要求4所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述喷吹管(9)为直管或弧形弯管，喷吹管(9)出口轴线与分配器(5)径线夹角α为3～90°，所述喷吹管内径d为脱硫剂临界粒径dm的4～8倍。 

7.根据权利要求2或3所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述锚固件组(7)包括V形锚固件(7.1)和双V形锚固件(7.2)，所述V形锚固件组(7.1)和双V形锚固件组(7.2)沿枪芯(5)和分配器(4)外表面错位排列焊接，所述V形锚固件组(7.1)顶端焊接有环形锚固件(7.3)。 

8.根据权利要求2或3所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述耐火浇注料衬(8)由内至外均由隔热缓冲层(8.1)和耐火浇注料层(8.2)组成，所述隔热缓冲层(8.1)和耐火浇注料层(8.2)结合面涂刷了有机硅偶联剂；所述隔热缓冲层(8.1)的厚度为2～5mm，所述V形锚固件(7.1)和双V形锚固件(7.2)穿过隔热缓冲层(8.1)，且包埋于耐火浇注料层(8.2)内。 

9.根据权利要求5或6所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述搭桥焊接件(6.3)穿过增强管(6.2)上的开孔(6.5)，所述主管(6.1)和增强管(6.2)之间的空隙内填充有填充料(6.4)。 

10.根据权利要求1或2或3所述直接喷入式铁水脱硫喷枪，其特征在于：所述分配器(4)外壁的耐火浇注料衬(8)浇筑厚度加粗，且底面与侧面结合部为圆弧过渡面、分配器(4)外壁加粗的耐火浇注料衬(8)与枪芯(3)非加粗的耐火浇注料衬(8)之间为斜面过渡。