CN201413041Y - 侧吹喷枪 - Google Patents

Abstract

一种侧吹喷枪包括：中心管；套在中心管外面的中心套管，中心套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套管沟槽；套在中心套管外面的中间管，中心套管的前部与中间管之间形成助燃气体室，中心套管的后部与中间管配合从而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，且中间管的后部与外层套管配合从而外层套管的内壁和中间管沟槽限定出冷却介质喷射通道。根据本实用新型的侧吹喷枪加工成本和维护成本低，喷射效果好。

Description

侧吹喷枪

技术领域

本实用新型涉及一种侧吹喷枪，尤其是涉及一种用于冶金炉的侧吹喷枪。

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，侧吹或侧吹与顶吹结合的熔炼技术得到了广泛的应用，侧吹枪已经成为侧吹熔炼所用的重要设备。例如，在热法炼磷中，侧吹喷枪向熔炼炉内喷入氧气、煤粉或重油，一部分煤粉或重油与氧气反应产生熔炼所需热量，另一部分作为还原剂。

本申请人的在先申请CN101382387A公开了一种有色金属熔炼侧吹炉喷枪，其中喷枪头的助燃气体喷出口具有通孔喷口阵列，上述喷口阵列是通过在中心管的外壁上加工出纵向凹槽形成的。上述喷枪存在的问题是：中心管的中心孔用于喷射燃料，因此不锈钢制成的中心管的磨损非常严重，寿命短，因此经过一段使用后需要更换，但是由于喷口阵列形成在中心管的外壁上，每个中心管都必须加工出沟槽，因此加工困难，成本高。

本申请人的在先申请CN200974858Y公开了一种氧气底吹熔炼炉氧枪装置，该氧枪装置同样存在上述问题，而且套管外侧设置的通气槽沿轴向在整个套管的长度上形成，导致加工困难，成本增加。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种加工成本和维护成本低的侧吹喷枪。

根据本实用新型的侧吹喷枪包括：中心管；中心套管，所述中心套管套在中心管外面，其中中心套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套管沟槽；中间管，所述中间管套在中心套管外面，其中所述中心套管的前部与中间管之间形成助燃气体室，所述中心套管后部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。

根据本实用新型的侧吹喷枪，由于在中心管的外面套有中心套管，中心管的中心孔用作喷射燃料如煤粉或重油的燃料通道。当中心管磨损时，将中心管从中心套管抽出更换新的中心管。因此，中心管上无需加工出构成助燃气体喷射通道的沟槽，而是在中心套管的后部的外壁上形成套管沟槽，中心管的加工简单，由于中心套管的磨损小，寿命相对长，中心套管相对于磨损的中心管可以重复使用，由此降低了侧吹喷枪的制造和维护成本。

另外，根据本实用新型的侧吹喷枪还具有如下附加技术特征：

根据本实用新型的侧吹喷枪进一步包括：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；和燃料接头，所述燃料接头与助燃气体接头相连且形成有与中心管的中心孔连通的燃料入口通道。

通过设置冷却介质接头，助燃气体接头和燃料接头，并且在各个接头内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侧吹喷枪从而喷射到熔炼炉如热法炼磷还原氧化炉内。

所述冷却介质入口通道包括供给氮气或空气的第一冷却介质入口通道和供给冷却水的第二冷却介质入口通道。

通过在冷却介质接头内设置用于供应不同冷却介质的入口通道，可以方便地选用冷却介质对侧吹喷枪进行冷却，例如一个入口通道可以用于供给气态冷却介质，如氮气或空气，另一个入口通道可以用于供给液态冷却介质，如水，从而增加冷却效果。

根据本实用新型的侧吹喷枪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。

所述燃料接头包括：燃料管座，所述燃料管座与助燃气体接头相连且具有锥形中心孔；燃料入口接管，所述燃料入口接管的一端与燃料管座相连且燃料入口接管的中心孔与燃料管座的锥形中心孔连通；连接在燃料入口接管的侧壁上的燃料入口管；和风眼，所述风眼安装在燃料入口接管的另一端以选择性地封闭和打开燃料入口接管的另一端。

通过在燃料管座内设置锥形中心孔，而且利用风将燃料例如煤粉加速喷射到燃料通道内，利用风眼可以方便在燃料入口接管或燃料管座堵塞的情况下进行疏通，而在不需要疏通的情况下将燃料入口接管封闭。

所述套管沟槽和中间管沟槽均为多条。所述套管沟槽和所述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，并且在侧吹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。

所述中心管为耐磨铸钢管，所述中心套管、中间管和外层套管为不锈钢管。通过将耐磨铸钢管用作中心管，不但增加了中心管的寿命，而且相对于不锈钢管降低了成本。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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是根据本实用新型实施例的侧吹喷枪的纵向剖视示意图；

图2是沿图1中的A-A的剖面图；

图3是沿图1中的B-B的剖面图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。例如，在图1中，左侧作为前部，右侧作为后部。

下面参考图1-3描述根据本实用新型实施例的侧吹喷枪，下面以侧吹喷枪用于热法炼磷还原氧化炉，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实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-3所示，根据本实用新型实施例的侧吹喷枪包括中心管4、中心套管3、中间管2、外层套管1。上述四个管依次嵌套从而构成套管结构。

中心管4的中心孔构成燃料喷射通道，用于通过风将煤粉喷射到热法炼磷还原氧化炉内。

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套管沟槽7。

在一个具体示例中，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也可以为螺旋状的沟槽。

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。

这里，术语“前部”和“后部”是为了描述的方便，其中侧吹喷枪插入到热法炼磷还原氧化炉内的一侧为后部，相对的一侧为前部。例如，对于中心套管3而言，前部和后部的长度，即形成有套管沟槽7的部分的长度和未形成套管沟槽7的部分的长度，可以根据需要确定和划分。换言之，套管沟槽7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，中心套管3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的后部与中间管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的后部与中间管2之间，氧气主要通过套管沟槽7喷射出，例如中心套管3的后部与中间管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的后部的外壁之间的间隙过大，则氧气也会通过上述间隙送入炼磷氧化还原炉内，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。

与中心套管3类似，中间管2的后部的外径也大于其前部的外径，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。在一个具体示例中，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。

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，也可以认为是外侧套管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炼磷氧化还原炉内，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。

根据本实用新型的侧吹喷枪，中心管4用于喷射煤粉，因此磨损较其他管严重，寿命短，更换周期短，但由于在中心管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的后部的外壁上，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，从而降低了整个侧吹喷枪的制造成本和维护成本。

在本实用新型的一个示例中，中心管4为耐磨铸钢管，而中心套管3、中间管2和外层套管4为不锈钢管。由于中心管4为耐磨铸钢管，因此寿命长，并且与用不锈钢制成的中心管相比，成本降低、制造更加方便，从而侧吹喷枪的寿命能够进一步延长，成本能够进一步降低。

根据本实用新型进一步的实施例的侧吹喷枪进一步包括冷却介质接头14、助燃气体接头16、燃料接头10。

如图1所示，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。在一个示例中，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(未示出)相邻，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侧吹喷枪的冷却效果。如图1所示，在进一步的示例中，侧吹喷枪还包括冷却介质喷头15，冷却介质喷头15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M，第一和第二冷却介质入口通道11，12通过冷却介质混合室M与冷却介质室8连通。氮气和水能够在冷却介质混合室M内混合均匀后进入冷却介质室8内，再通过中间管沟槽6和外侧套管1的内壁限定的冷却介质喷射通道喷射到还原氧化炉内，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，它们之间还设有密封垫，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，燃料接头10与助燃气体接头16相连且形成有与中心管4的中心孔连通的燃料入口通道。在一个实施例中，燃料接头10包括燃料管座18、燃料入口接管19、燃料入口管20，和风眼21。

燃料管座18与助燃气体接头16相连，并且在它们之间设有密封垫以增加密封性能。燃料管座18具有锥形中心孔，该锥形中心孔与中心管4的中心孔连通，锥形中心孔朝着中心管4的方向直径逐渐减小，从而在将煤粉送入中心管4内时能够对密封起到加速作用。

燃料入口接管19的一端与燃料管座18相连且燃料入口接管19的中心孔与燃料管座18的锥形中心孔连通。燃料入口管20连接在燃料入口接管19的侧壁上，用于将煤粉送到燃料入口接管19内。

风眼21安装在燃料入口接管19的另一端以选择性地利用球22打开和封闭燃料入口接管19的另一端。当燃料入口接管19或燃料管座18被煤粉堵塞时，可以通过将球22向上移动(如图1中虚线所示)，从而可以利用工具疏通，在不需要疏通时，可以将球22向下移动，从而封闭燃料入口接管19的另一端。

下面参考图1简单描述根据本实用新型实施例的侧吹喷枪的操作。

用风将煤粉经过燃料入口管20、燃料入口接管19和燃料管座18鼓送到中心管4内，从中心管4的后端喷入热法炼磷还原氧化炉内。同时将氧气通过燃料入口通道13送入到助燃气体室9内，然后通过助燃气体喷射通道(即中心套管沟槽7)从后端喷射到热法炼磷还原氧化炉内，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M内，水从第二冷却介质入口通道12供给到冷却介质M内，氮气与水在冷却介质室M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)从后端喷射到热法炼磷还原氧化炉内，由此冷却侧吹喷枪。

当供送煤粉的容易磨损的中心管4磨损后，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。为了进一步提高中心管4的耐磨性，可以用耐磨铸钢管制成中心管4，以代替传统的不锈钢中心管，而且成本降低。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1、一种侧吹喷枪，其特征在于，包括：

中心管；

中心套管，所述中心套管套在中心管外面，其中中心套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套管沟槽；

中间管，所述中间管套在中心套管外面，其中所述中心套管的前部与中间管之间形成助燃气体室，所述中心套管的后部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所述的侧吹喷枪，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

燃料接头，所述燃料接头与助燃气体接头相连且形成有与中心管的中心孔连通的燃料入口通道。

3、根据权利要求2所述的侧吹喷枪，其特征在于，所述冷却介质入口通道包括供给氮气或空气的第一冷却介质入口通道和供给冷却水的第二冷却介质入口通道。

4、根据权利要求3所述的侧吹喷枪，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。

5、根据权利要求2所述的侧吹喷枪，其特征在于，所述燃料接头包括：

燃料管座，所述燃料管座与助燃气体接头相连且具有锥形中心孔；

燃料入口接管，所述燃料入口接管的一端与燃料管座相连且燃料入口接管的中心孔与燃料管座的锥形中心孔连通；

连接在燃料入口接管的侧壁上的燃料入口管；和

风眼，所述风眼安装在燃料入口接管的另一端以选择性地打开和封闭燃料入口接管的另一端。

6、根据权利要求1或2所述的侧吹喷枪，其特征在于，所述套管沟槽和中间管沟槽均为多条。

7、根据权利要求6所述的侧吹喷枪，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。

8、根据权利要求6所述的侧吹喷枪，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。

9、根据权利要求1所述的侧吹喷枪，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。

10、根据权利要求1所述的侧吹喷枪，其特征在于，所述中心管为耐磨铸钢管，所述中心套管、中间管和外层套管为不锈钢管。

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