CN202430249U - 一种用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪 - Google Patents
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Abstract
一种用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪，包括，枪体，及位于枪体内、自内向外同心设置的粉煤通道、一次氧通道、二次氧通道、冷却水通道；粉煤通道出口端内设置第一旋流器，该第一旋流器包括一中心管及绕设中心管外的旋流叶片，旋流叶片呈自内向外逐渐变大的锥形状分布，形成一喷射角；一次氧通道出口端内设置设置第二旋流器，即在粉煤通道外设置旋流叶片；在所述冷却水通道内，二次氧通道外绕设环冷管道。本实用新型加强外壁冷却水的环流传热强度的均匀性，达到均匀冷却的目的，获得更好的均匀冷却效果，增加氧煤枪的使用寿命；增加粉煤通道旋流装置，使喷出的粉煤与氧气更充分均匀的接触、燃烧充分，粉煤利用率提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及非高炉铁浴熔池还原炼铁工艺技术，特别涉及一种用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪。
背景技术
现有技术中氧煤枪结构设计若应用于万吨级熔融还原反应器连续炼铁过程，将有以下缺点和不足：氧煤枪喷嘴处水冷末端冷却水流速很小，导致水冷不均匀，从而使氧枪寿命降低。
现有氧煤枪结构的喷煤通道没有旋流装置，因此，尽管在中心管煤粉喷口的外围，其套管上分布的多个孔状的助燃气体喷口，使煤粉有较好的燃烧效果，但使用效果表明，粉煤从通道出口喷出后没有与氧气充分接触，达到充分燃烧的效果，导致粉煤浪费等现象发生。
以上两项因素直接导致万吨级熔融还原反应器生产效率下降，生产成本增加。
导致上述问题存在的原因在于：
1、铁浴还原条件下，还原气体对熔渣的搅拌较电炉强得多，因此，对氧煤枪抵御热强度的要求较电炉和高炉氧煤枪都高得多，直接将电炉或高炉氧煤枪的结构用于铁浴熔融还原，其结构抵御热强度均匀性不够的缺点很容易暴露出来。
2、铁浴还原条件下，单支氧煤枪的工作煤负荷较电炉或高炉氧煤枪的煤负荷大得多，因此，直接将电炉或高炉氧煤枪的结构用于铁浴熔融还原，粉煤利用率降低的问题必然要放大，要在铁浴熔融还原条件下维持较高的粉煤利用率，必须通过改变氧煤枪结构，使喷枪出口处的氧煤混合的更均匀，从而得到更好的燃烧效果。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一种用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪，加强外壁冷却水的环流传热强度的均匀性，达到均匀冷却的目的，获得更好的均匀冷却效果，增加氧煤枪的使用寿命；增加粉煤通道旋流装置，使喷出的粉煤与氧气更充分均匀的接触、燃烧充分，粉煤利用率提高。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪，包括，枪体，及位于枪体内、自内向外同心设置的粉煤通道、一次氧通道、二次氧通道、冷却水通道；其特征在于，所述的粉煤通道出口端内设置第一旋流器，该第一旋流器包括一中心管及绕设中心管外的旋流叶片，旋流叶片呈自内向外逐渐变大的锥形状分布，形成一喷射角；所述的一次氧通道出口端内设置设置第二旋流器，即在粉煤通道外设置旋流叶片；在所述冷却水通道内，所述的二次氧通道外绕设环冷管道。
进一步，所述的第一旋流器的喷射角即旋流器一侧内壁与中心线的夹角为25～35°。
又，所述的第一旋流器的旋流叶片数为6～10。
粉煤通过氮气运送到管道出口旋流器处，通过旋流器扩散喷吹装置扩大粉煤喷射角度以及方向，使煤粉与氧气有更大的接触面积，增加反应热量以及提高热量利用率。
氧煤枪内有2个氧气通道，里面氧流一次氧为旋流，外边氧流二次氧为直流，一次氧通过有一定倾角的旋流叶片流出，使氧气具有较强的旋流强度，由于氧流和粉煤共同的旋转作用，使所建立的径向和反向压力梯度足以在喷嘴前沿的流股内部形成反向回流区使在燃烧过程中卷吸高温煤气至火焰根部而保证稳定燃烧。加剧了粉煤颗粒的掺混过程，也增加了颗粒与气流的相对速度值。加上二次氧即直流氧的出口速度较大，火焰刚性较强，有利于传热。
冷却水采用环冷管道布置，主要通过环冷管道控制冷却水流速，使管壁各个部分冷却均匀，不会导致由于冷却不均匀造成局部过热使枪体寿命减少的问题出现。
本实用新型的有益效果
1.通过环冷水管环流水来达到冷却的目的，达到更好的冷却效果，使水冷均匀，增加氧煤枪的使用寿命。
2.通过增加粉煤通道旋流装置使喷出的粉煤与氧气更充分的接触，燃烧充分，不浪费粉煤，增加粉煤利用率。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例第一、第二旋流器的结构示意图。
具体实施方式
参见图1、图2，本实用新型的用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪，包括，枪体100，及位于枪体100内、自内向外同心设置的粉煤通道1、一次氧通道2、二次氧通道3、冷却水通道4；所述的粉煤通道2出口端内设置第一旋流器6，该第一旋流器6包括一中心管61及绕设中心管外的旋流叶片62，旋流叶片呈自内向外逐渐变大的锥形状分布，形成一喷射角；所述的一次氧通道3出口端内设置设置第二旋流器7，即在粉煤通道外设置旋流叶片；在所述冷却水通道4内，所述的二次氧通道4外绕设环冷管道5。
所述的第一旋流器的喷射角α即旋流器一侧内壁与中心线的夹角为25～35°。第一旋流器的旋流叶片数为6～10。
当采取环冷管道进行水冷时比采取对流水冷时氧煤枪的寿命有所提高3倍，粉煤利用率也有较大提高，可达92％。
Claims (3)
1.一种用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪，包括，枪体，及位于枪体内、自内向外同心设置的粉煤通道、一次氧通道、二次氧通道、冷却水通道；其特征在于，所述的粉煤通道出口端内设置第一旋流器，该第一旋流器包括一中心管及绕设中心管外的旋流叶片，旋流叶片呈自内向外逐渐变大的锥形状分布，形成一喷射角；所述的一次氧通道出口端内设置设置第二旋流器，即在粉煤通道外设置旋流叶片；在所述冷却水通道内，所述的二次氧通道外绕设环冷管道。
2.如权利要求1所述的用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪，其特征在于，所述的第一旋流器的喷射角即旋流器一侧内壁与中心线的夹角为25～35°。
3.如权利要求1或2所述的用于年产万吨级熔融还原反应器的侧吹氧煤枪，其特征在于，所述的第一旋流器的旋流叶片数为6～10。
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| WO2023130823A1 (zh) * | 2022-01-10 | 2023-07-13 | 唐山精研实业有限责任公司 | 一种复合材料氧煤喷枪 |
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