CN203833987U - 金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，该枪头有同心的煤风管和富氧管，煤风管在富氧管内，富氧管端口处有焰罩筒，煤风管伸入焰罩筒上口，焰罩筒下口与富氧管管口平齐且留有间隙，煤风管与焰罩筒间有间隙，焰罩筒固定在富氧管内，焰罩筒为锥筒、圆筒、方筒或者多边形筒用不锈钢、普通钢材或者耐高温陶瓷做成，焰罩筒可以是单层筒或多层筒，富氧管与焰罩筒间的环隙3-10mm。使用时，煤风与富氧风在焰罩筒内混合并燃烧，火焰喷入炉膛的同时，避免了对富氧管的侧烧，降低了富氧管所承受的高温。本实用新型与现有的喷枪相比，燃烧段处富氧管的温度从原来的1200℃降低到了合理范围，使用寿命延长6倍，节省成本，提高了生产效率。

Description

金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头

技术领域

本实用新型是一种冶金炉配件，具体是一种金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头。

背景技术

顶吹炉是现有冶金炉中较为普遍的设备，其炉膛内所需的富氧、燃料和部分还原剂是通过从顶部伸入的火焰喷枪提供的，喷枪部分地伸入熔化的炉料中，在供气供料的同时搅动炉料，使之充分地反应。由于这种炉子的反应速度较快，生产效率高。

然而，这种炉子存在一个令人头痛的问题，那就是喷枪的富氧管消耗很大，更换频繁。这个问题得从其结构说起，顶吹炉的喷枪由同轴心线的外层的套筒、中层的富氧管和里层的煤风管三个基本要件组成，其中煤风管与产生粉煤与空气混合流的外部设备连接。富氧管的上部有富氧入口，富氧通过压风机以切线方式泵入，在富氧管内形成旋风自上而下运动，到达煤风管口时与煤粉相混合，共同进入熔池并燃烧，形成的火焰喷入炉膛。为了让富氧有效形成旋风，在煤风管外壁设有螺旋板，让富氧风沿着这些螺旋板流动。套筒的上部有冷风入口，外部的冷空气通过风机从冷风入口泵入，一般还是以切线方向泵入套筒，好让风流绕着富氧管自上而下流动，从而起到冷却降温的作用。

煤风管的出口离富氧管口有一定距离，目的就是让煤风与富氧在此相混合。由于这个原因，使得富氧管管壁直接被烈焰炽烧，融蚀。大多数顶吹炉的喷枪多用不锈钢管做成，成本很高，使用这种炉子的冶炼厂一般配备有多个喷枪轮流使用，一个喷枪的富氧管端部（即枪头）被融蚀得差不多时就用新的喷枪换上，换下喷枪富氧管便重新换焊一截同材质的不锈钢管待用。这样几支喷枪轮换上阵，炉子虽然得以连续运转，但却消耗掉了大量的不锈钢管材和工时费，更使得冶炼参数恶化，产量明显下降。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的问题，提出一种金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，该枪头能够避免烈焰直接从内部炽烧富氧管壁，焰罩筒与富氧管之间形成一夹层，中间有压缩富氧风通过，降低管壁温度，延缓融蚀速度，延长使用寿命，降低富氧管材料消耗，节约维修成本，提高经济效益。

本实用新型提出的这种金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，它有同心的煤风管和富氧管，煤风管在富氧管内，其特征在于富氧管端口处有一个焰罩筒，煤风管伸入焰罩筒上口，焰罩筒下口与富氧管管口平齐且留有间隙，煤风管与焰罩筒间留有间隙，焰罩筒固定在富氧管内。

焰罩筒为锥筒、圆筒、方筒或者多边形筒。

焰罩筒的材料为不锈钢、普通钢材或者耐高温陶瓷、铸铁，以及石墨。

焰罩筒可以是单层筒，也可以是多层筒。即大筒套小筒的形式。

多层筒时，各层间有间隙并有固定条固定。

富氧管管口内壁与焰罩筒间的环隙宽度为3-10mm。

焰罩筒通过固定条固定在富氧管内或煤风管外，如焊接固定。

本实用新型实质是对现有顶吹炉喷枪的改进。使用时，煤风与富氧风在焰罩筒内混合并燃烧，混合气体和粉煤喷入炉膛的同时，有效避免了对富氧管的侧烧，极大地降低了富氧管所承受的高温。据实际测量，本实用新型与现有的喷枪相比，燃烧段处富氧管的温度从原来的1200℃降低到了合理范围以内，使用寿命延长了6倍以上。

附图说明

图1是现有顶吹炉喷枪结构示意图（局部剖视）。

图2是本实用新型的主视图（正剖面图）。

图3是A-A剖面图。

图4是双层焰罩筒枪头结构示意图。

图5是锥形焰罩筒立体图（局部剖视）。

图1-5中，各零部件的标号如下：

1-炉膛；2-螺旋板；3-套筒；4-富氧管；5-煤风管；6-煤风入口；7-富氧入口；8-冷风入口；9-固定条；10-焰罩筒；11-内层焰罩筒。

具体实施方式

下面以发明人所在地某企业顶吹炉的改进为例，进一步说明本实用新型的积极技术效果。

改进前的喷枪如图1所示。该喷枪的套筒3、富氧管4和煤风管5为同轴心线的不锈钢管，煤风管有煤风入口6与外部设备相通。煤风管上有螺旋板2维持其与富氧管的同心度并使富氧形成旋风。富氧管的上部有富氧入口7，富氧经此以切线方向泵入富氧管。套筒上部也有冷风入口与风机等连接，以便将外部的冷空气泵入套筒对富氧管进行冷却。图1所示的喷枪为现有公知技术，其结构不详述。可参阅有关资料。

如上所述，原来的喷枪由于融蚀问题没有得到很好解决，富氧管燃烧段处的温度高达1100-1200℃，外直径325mm壁厚10mm的不锈钢富氧管平均每周消耗5000-6000mm，每次加焊管头都要消耗大量的人力、电力和焊材，维修成本居高不下。

后来采用发明人的方案进行改造。具体如图2-5所示，喷枪原有的基本结构不变，在富氧管原有燃烧段处用四根固定条9焊接固定锥形筒作为焰罩筒10，保持焰罩筒下口与富氧管端口内壁间的环隙为3-10mm，煤风管伸入焰罩筒上口大约10-200mm,煤风管与焰罩筒间的环隙也保持50-80mm。焰罩筒厚度一般与富氧管大致相等或稍薄。

如图5所示的锥形筒自底口处往上30mm处圆周上均匀开6个径向喇叭孔，可以避免熔渣堵塞，同时增强气体对流，改善炉况。

未提及的零部件及标号如上所述。

以焰罩筒上口外径260mm，下口外径300mm，壁厚8-12mm，高300-560mm的这种规格为例。经过生产性实验实测，本实用新型这种方案的技术指标如下：

富氧管燃烧段处（管口至焰罩筒上口这一段长度）温度降幅明显，不足400℃，富氧管熔蚀消耗平均每周不足600mm，使用寿命是原来的6倍以上，顶吹炉的冶炼综合参数优化10%以上，生产效率明显提高。由于极大地减少了加焊不锈钢管段的次数，维修成本大幅下降。

经过试验，当焰罩筒改为圆筒形、方形筒或者多边形筒等形状，只要形成烈焰对富氧管的有效遮挡，都能使燃烧段处的温度保持在合理范围以内，延长富氧管的使用寿命。

当使用如图4所示的两层焰罩筒时，燃烧段处的温度能保持在更低水平，富氧管的使用寿命又有所增加。

焰罩筒的材料选择以高温耐炽烧为原则。如能做成陶瓷衬套的会更加省料省钱。

Claims (7)

1.一种金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，它有同心的煤风管和富氧管，煤风管在富氧管内，其特征在于富氧管端口处有一个焰罩筒，煤风管伸入焰罩筒上口，焰罩筒下口与富氧管管口平齐且留有间隙，煤风管与焰罩筒间留有间隙，焰罩筒固定在富氧管内。

2.根据权利要求1所述金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，其特征在于焰罩筒为锥筒、圆筒或者多边形筒。

3.根据权利要求1所述金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，其特征在于焰罩筒的材料为普通钢材或者耐高温陶瓷、铸铁，以及石墨。

4.根据权利要求1所述金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，其特征在于焰罩筒是单层筒，或者多层筒。

5.根据权利要求4所述金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，其特征在于多层筒的各层间有间隙并有固定条固定。

6.根据权利要求1-5之一所述金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，其特征在于富氧管管口内壁与锥形或圆形焰罩筒间的环隙宽度为3-10mm。

7.根据权利要求1所述金属冶炼顶吹炉喷枪冷却枪头，其特征在于焰罩筒通过固定条固定在富氧管内或煤风管外。