CN111621609A - 一种节能高炉煤粉喷枪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能高炉煤粉喷枪，由枪管和枪管尾部连接的三通构成。枪管上设置有至少一段带有来复线内衬陶瓷导流槽的来复线导流管；来复线导流管具有与枪身相连接的金属外管和嵌套在金属外管内的来复线内衬陶瓷管。采用本发明的结构，可大幅延长煤粉在风口和风口循环区域的运动路径，进而增加了煤粉在风口和风口循环区域与氧气的接触时间，从而达到提高煤粉燃烧率的目的。
Description
技术领域
本发明属于冶金高炉设备领域，尤其是用于向高炉内喷吹煤粉的专用机械。
背景技术
钢企为了降本增效，降低优质焦炭的用量，会向高炉内喷吹相对价廉的煤粉,而高炉煤粉喷枪就是向高炉内喷吹煤粉的关键设备之一。高炉喷吹煤粉有降低焦比、合理利用煤炭资源、减少环境污染、降低生产成本等作用。但随着入炉喷煤量的增加，煤粉的燃烧率会有所下降，煤粉燃烧率是制约高炉喷吹煤粉量的主要因素。目前国内外提高煤粉燃烧率的措施主要有：提高热风温度、热风富氧、不同煤种混合搭配、煤粉预热、采用氧煤枪等。而前三项措施在国内外已基本普及，而后两项措施受投资和运行成本的约束，采用的高炉极少。如煤粉预热国内仅舞钢采用，氧煤枪国内仅京唐采用。如图1，目前国内外几乎100％的高炉煤粉都是通过煤枪以直线方式进入风口和风口循环区域，煤粉在风口和风口循环区域与氧气的接触时间相对较短，影响煤粉燃烧率。因此，在投资和运行成本相对较低的情况下，如何节约能耗，从煤粉喷枪本身的改进入手在比较高的喷煤量下提高煤粉的燃烧率，构成业界亟待解决的攻关课题。
发明内容
鉴于现有技术的上述不足，本发明的目的是设计一种节能高炉煤粉喷枪，在现有工况不变的情况下，有效提高煤粉燃烧率。
本发明的目的是通过如下的手段实现的。
一种节能高炉煤粉喷枪100，由枪管110和枪管尾部连接的三通120构成。枪管上设置有至少一段带有来复线内衬陶瓷导流槽的来复线导流管；来复线导流管具有与枪身相连接的金属外管1111和嵌套在金属外管内的来复线内衬陶瓷管1112。
进一步地，来复线导流管可单个设置在喷枪出口。也可多个(比如两个)分别设置在喷枪出口和中部。
进一步地，枪管外设置有防变形隔热外层140；喷枪出口处的来复线导流管出口与一具有渐缩内径的喷头130联接。
采用本发明的结构，通过在煤枪出口增加带有陶瓷来复线的内衬陶瓷管或在煤枪出口和枪身增加两个带有陶瓷来复线的内衬陶瓷管的方式，使煤粉以螺旋状进入风口和风口循环区域，如图2，节能高炉煤粉喷枪可大幅延长煤粉在风口和风口循环区域的运动路径，进而增加了煤粉在风口和风口循环区域与氧气的接触时间，从而达到提高煤粉燃烧率的目的。
附图说明
图1现有技术高炉煤粉喷枪工作示意图。
图2本发明节能高炉煤粉喷枪工作示意图。
图3本发明节能高炉煤粉喷枪实施例纵向剖视图。
图4本发明节能高炉煤粉喷枪实施例来复线导流管纵向剖视局部放大图。
图5本发明节能高炉煤粉喷枪实施例来复线导流管立体图。
图6本发明节能高炉煤粉喷枪另一实施例纵向剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图3-5所示，一种节能高炉煤粉喷枪，枪管110尾部与三通120的联接，三通120的两个进口分别与进气通道121和煤粉通道122连接，出口的煤粉气固二相流连接枪管。枪管110上设置有至少一段带有来复线内衬陶瓷导流槽的来复线导流管；来复线导流管具有与枪身相连接的金属外管1111和嵌套在金属外管内的来复线内衬陶瓷导流管1112。
如图5的断面所示，管内来复线头的设置以三个头为好，根据煤枪出口内径Φ12～Φ20mm，螺旋筋高度的设计为3～6mm较为适宜。
在图3的实施例中，采用两个来复线导流管，分别为设置在喷枪出口的第一来复线导流管112和中部的第二来复线导流管111。
在实际实施中来复线导流管设置有多种变化，来复线导流管仅在喷枪出口设置，即仅在出口设置来复线导流管112是最简捷的方案。当然，在适当的条件下，来复线导流管在枪管腔内通体设置亦为一种实施选择。
以本发明方案为基础，在具体实施时可考虑具体高炉的实际情况而采用一些辅助加强措施。考虑到本发明节能高炉煤粉喷枪是以螺旋状进入风口，其自然发散角度会变大，造成煤粉容易磨风口，如图6所示，在喷枪出口处的来复线导流管出口与一具有渐缩内径的喷头130联接，缩小煤苗的自然发散角度，以减少乃至杜绝煤粉气固二相流对风口小套的冲刷。另外，考虑到喷枪前端1.2米左右的喷管温度依然非常高，易导致喷管强度下降，可在喷枪前端设置隔热外层140。上述增强手段的具体实施可参见本发明人前期授权专利ZL201922264468.2和ZL201721428226.7)的描述。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
本发明方案在完善过程中，有条件选择了适宜的高炉进行节能高炉煤粉喷枪的试用，如重钢、新余、太钢、湛江，然后通过节能高炉煤粉喷枪使用前后一段时间内的焦比变化值来计算节能高炉煤粉喷枪提高了多少煤粉燃烧率。
即：
其中：
为使用节能高炉煤粉喷枪前一个月的平均焦比；
以重钢1#2500m3高炉为例：
设
那么使用节能高炉煤粉喷枪后煤粉燃烧率提高了
这样，一天的直接经济效益为：
46t/h×24h×3.125％×0.8×1800元/t＝49680元
考虑到高炉喷煤的未燃煤粉大部分进入高炉上部使高炉料柱透气性变差，影响高炉顺行，最终影响高炉产量。剩余部分(约6％-12％)进入炉渣使炉渣粘度增加使渣中带铁量增加，造成产量损失。这两项损失构成的间接损失还是比较大的，但无法计算其准确值，故暂不统计。
Claims (7)
1.一种节能高炉煤粉喷枪，由枪管和枪管尾部连接的三通构成，其特征在于，枪管上设置有至少一段带有来复线内衬陶瓷导流槽的来复线导流管；来复线导流管具有与枪身相连接的金属外管和嵌套在金属外管内的来复线内衬陶瓷导流管。
2.根据权利要求1所述的节能高炉煤粉喷枪，其特征在于，所述来复线导流管设置在喷枪出口。
3.根据权利要求1所述的节能高炉煤粉喷枪，其特征在于，所述来复线导流管分别设置在喷枪出口和中部。
4.根据权利要求1所述的节能高炉煤粉喷枪，其特征在于，所述来复线设为三头来复线。
5.根据权利要求1所述的节能高炉煤粉喷枪，其特征在于，所述来复线导流管在枪管腔内通体设置。
6.根据权利要求1所述的节能高炉煤粉喷枪，其特征在于，枪管外设置有防变形隔热外层。
7.根据权利要求2所述的节能高炉煤粉喷枪，其特征在于，所述设置在喷枪出口处的来复线导流管出口与一具有渐缩内径的喷头联接。
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