CN209960984U - 一种顶吹浸没式喷枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种顶吹浸没式喷枪，属于冶炼设备领域，本实用新型包括所述的顶吹浸没式喷枪包括喷枪和喷枪喷头，喷枪喷头连接在喷枪的下端；喷枪喷头外设有冷却腔，冷却腔上设有冷却介质进口管和冷却介质出口管，冷却腔顶部外侧为内高外低的倾斜面，外壁设有挂料器。喷枪包括喷枪内筒和喷枪外筒；喷枪内筒和喷枪外筒为同心圆；喷枪内筒的顶端设有粉煤风进口管；顶部侧面设有助燃气体进口管；喷枪外筒的上部筒壁上设有套筒风管。本实用新型可在喷枪喷头外壁形成一层固态金属物料保护层，防止了喷枪喷头被腐蚀、磨损；且喷枪插入深度可以调整，不仅提高了熔炼的生产效率、降低熔炼生产成本还降低了生产过程中的安全隐患，具有较强的实用价值。

Description

一种顶吹浸没式喷枪

技术领域

本实用新型属于冶炼设备领域，具体的说，涉及一种顶吹浸没式喷枪。

背景技术

在金属熔炼中，“顶吹浸没熔池熔炼技术”在作业时，将喷枪由炉子顶部垂直插入炉膛内的熔体之中，用于将粉煤等燃料、空气或富氧空气等助燃物喷入熔融的金属熔炼池内。以达到为炉内熔炼金属物料输送热能和氧化还原反应的各类物料及让炉内熔池产生剧烈翻腾的作用。

为强化熔炼效果，枪头部分需浸没在熔融态的金属内，由于与高温熔融金属接触、且由于熔融态金属的冲刷、腐蚀作用，枪头的使用寿命较短。在金属熔炼中，目前枪头常用不锈钢材质，不锈钢材质在高温条件下极易与炉渣中的金属或其他杂质发生物理化学反应而受到严重腐蚀。以锡熔炼为例，在连续生产情况下，每月需更换喷枪枪头70-90次，每次更换时，需要将新的喷枪喷头焊接在喷枪上，一个熟练工人的更换时间约为20-30分钟，每月更换喷枪时间为1400～2700分钟，这不仅严重制约了锡冶炼的生产效率，且增加了喷枪和人工成本，还增加了生产的安全隐患。

现有喷枪虽然具有套筒，且可以通过向套筒内吹扫套通风来降低喷枪的温度，但是套筒风只能冷却喷枪，不能对喷枪喷头有效冷却，解决不了枪头被熔断、冲刷磨损或腐蚀的问题。此外，由于熔炉较深，总深度约13米，在喷枪插入顶吹炉段没有支撑，由于喷吹气流、套通风气流等因素的影响，喷枪在工作过程中容易晃动。且受温度、顶吹炉内熔融金属液面的变化，熔炼过程中需调整喷枪的插入深度。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种顶吹浸没式喷枪，通过在喷枪喷头上设置冷却夹套、且在冷却夹套外壁上设置挂料器，通过冷却介质的冷却，使喷枪喷头插入熔融态金属段的外壁形成一层固态金属物料保护层，防止了喷枪喷头被腐蚀、磨损；且喷枪插入深度可以调整，不仅提高了熔炼的生产效率、降低熔炼生产成本还降低了生产过程中的安全隐患，具有较强的实用价值。

为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

所述的顶吹浸没式喷枪包括喷枪和喷枪喷头，喷枪喷头连接在喷枪的下端；所述喷枪喷头外设有冷却腔，冷却腔上设有冷却介质进口管和冷却介质出口管。

作为优选，所述的冷却腔底部与喷枪喷头底部齐平。

作为优选，所述冷却腔顶部外侧为内高外低的倾斜面。

作为优选，所述冷却腔的外壁设有挂料器。

作为优选，所述的喷枪包括喷枪内筒和喷枪外筒；喷枪内筒和喷枪外筒为同心圆；喷枪内筒的顶端设有粉煤风进口管；顶部侧面设有助燃气体进口管；喷枪外筒的上部筒壁上设有套筒风进口管和套筒风出口管；所述的喷枪喷头连接在喷枪内筒的下端。

作为优选，所述的挂料器为锥状、柱状或倒锥状等凸起结构，挂料器与冷却腔外壁为一体式连接或焊接。

作为优选，所述喷枪喷头与喷枪内筒之间通过法兰连接或者焊接。

作为优选，所述喷枪上设有金属软连接。

作为优选，所述的顶吹浸没式喷枪还包括喷枪支架，喷枪支架和喷枪之间通过至少一个特制抱箍连接，特制抱箍包括喷枪固定抱箍和喷枪支架固定抱箍。

作为优选，所述的冷却介质进口管与蒸汽输送管连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型根据喷枪易磨损、烧损、腐蚀的特点，通过在喷枪喷头外设置冷却夹套，利用外界冷却介质对喷枪喷头进行冷却降温，使喷枪外周熔融态金属一定程度固化，并形成固态保护层粘附在喷枪喷头夹套外侧，有效避免了高温熔融金属对喷枪喷头的烧损；同时固态保护层，避免了喷枪喷头直接接触熔融金属而发生腐蚀，同时避免了熔融金属对喷枪喷头的冲刷磨损，有效延长了喷枪喷头使用寿命。

2、本实用新型通过在冷却夹套外壁设置刮料器，可使冷却夹套外快速形成固态保护层，且保证固态保护层的稳固，更有利于喷枪喷头的保护。

3、本实用新型通过冷区夹套顶部的倾斜设置，可有效降低顶部的刮渣量，避免喷枪喷头顶部刮渣量过大而增加喷枪喷头负重量。

4、本实用新型通过金属软连接与固定抱箍的使用，可实现根据生产情况，对喷枪插入深度进行调整。

5、本实用新型根据锡冶炼顶吹浸没式喷枪的特点，有针对性地设计的特制抱箍，保证了插入顶吹炉段喷枪的稳定。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型喷枪喷头结构剖视图；

图3是本实用新型的喷枪喷头冷却实施方式示意图；

图4是本实用新型特制抱箍I结构示意图；

图5是本实用新型特制抱箍II结构示意图；

图中，1-喷枪、2-喷枪喷头、3-冷却腔、4-冷却介质进口管、5-冷却介质出口管、6-挂料器、7-粉煤风进口管、8-助燃气体进口管、9-套筒风进口管、10-套通风出口管、11-喷枪内筒、12-喷枪外筒、13-金属软连接、14-喷枪支架、15-特制抱箍、15-1-喷枪固定抱箍、15-2-喷枪支架固定抱箍、15-3-特制抱箍开口、15-4-抱箍连接板、16-手动闸阀、17-压力平衡阀、18-安全阀、19-电磁闸阀、20-止回阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

如图1-4所示，所述的顶吹浸没式喷枪包括喷枪1和喷枪喷头2，喷枪喷头2连接在喷枪1的下端；所述喷枪喷头1外设有冷却腔3，冷却腔3上设有冷却介质进口管4和冷却介质出口管5。冷却介质进口管4直径大于冷却介质出口管5直径，冷却介质进口管4与经过稳压的蒸汽管连通，用蒸汽作为冷却介质通入冷却腔3对喷枪喷头2进行冷却。冷却腔3由与喷枪喷头2为同心圆的冷却套筒和喷枪喷头2围成；冷却介质进口管4与蒸汽管连接。所述冷却介质进口管4管径小于冷却介质出口管5管径。经过发明人反复试验，分别选用氮气、液氨、水、空气等作为冷却介质对喷枪头进行冷却，最终从冷却效果、生产成本、安全性和环保角度考虑，最终选择蒸汽作为冷却介质，同时为了保证蒸汽的冷却效果，同时考虑蒸汽在冷却腔内的膨胀作用，最终选择使用温度为：100-120℃、压力为0.6～1Mpa的蒸汽，选择进口管4与出口管5管径比为1：2—1:4，以在保证换热效果的同时，在此温度下能将冷却腔外壁挂料厚度控制在15-20mm之间。

作为优选，所述的冷却腔3底部与喷枪喷头2底部齐平，以将整个喷枪喷头2进行冷却保护。冷却腔3顶部外侧面为内高外低的锥形倾斜面，该倾斜面设计可以有效避免冷却过程中，冷却渣在冷却腔3上方堆积过厚，使喷枪喷头2承重过大。冷却腔3的外壁设有挂料器6。挂料器6为锥状、柱状或倒锥状等凸起结构。挂料器6可使冷却腔3外熔融态金属流速降低、在冷却腔3的冷却作用下加快固态保护层的形成，同时保证已形成的固态保护层的稳固，避免已形成的保护层被熔融态金属冲刷。

喷枪包括喷枪内筒11和喷枪外筒12；喷枪内筒11和喷枪外筒12为同心圆结构；喷枪内筒11的顶端设有粉煤风进口管7；顶部侧面设有助燃气体进口管8；喷枪外筒的上部筒壁上设有套筒风进口管9和套通风出口管10；所述的喷枪喷头2连接在喷枪内筒的下端。喷枪喷头2与喷枪内筒11之间通过法兰连接或焊接。

喷枪上设有金属软连接13，金属软连接与喷枪1法兰连接，由于喷枪1插入顶吹炉内长度较长，且没有支撑点，因此在顶吹炉内设有喷枪支架14，喷枪通过至少1个特制抱箍15与喷枪支架14固定。所述的特制抱箍15包括喷枪固定抱箍15-1和喷枪支架固定抱箍15-2，喷枪固定抱箍15-1和喷枪支架固定抱箍15-2的内径分别略大于喷枪1和喷枪支架14的外径，以能够卡紧喷枪1和喷枪支架14为宜。喷枪支架固定抱箍15-2设有便于安装的开口15-3，连接段和开口15-3均设有连接螺栓孔，使用时，通过拉大开口15-3将喷枪固定抱箍15-1和喷枪支架固定抱箍15-2分别套在喷枪1和喷枪支架14的外周，卡固后，通过扭紧连接处螺栓和开口15-3处螺栓将抱箍卡紧、固定，从而将喷枪1通过喷枪支架14固定，有效避免喷枪1在工作过程中产生晃动。通过拉长或缩短金属软连接13，同时调整喷枪1与喷枪支架14的固定位置，进而调整喷枪的插入深度。金属软连接13、喷枪支架14和特制抱箍15的配合使用，实现喷枪插入深度的可调。本实用新型实施后，可使喷头的使用寿命由原来的12～20小时延长至200～260小时，大大延长了喷头的使用寿命，节约了更换喷头的材料成本和时间消耗，提高了冶炼效率。

如图5所示，本实用新型特征抱箍的另一种形式为：包括喷枪固定抱箍15-1和喷枪支架固定抱箍15-2，二者的相对侧分别设有抱箍连接板15-4，两块连接板15-4上设有相对应的连接螺栓孔，用于在使用时将喷枪固定抱箍15-1和喷枪支架固定抱箍15-2连接。拆卸时，取掉连接板15-4上的螺栓，让喷枪固定抱箍15-1和喷枪支架固定抱箍15-2分开即可。

本实用新型的喷枪喷头冷却工作过程：

打开蒸汽管上的手动闸阀16，冷却蒸汽依次经过压力平衡阀17、安全阀18、电磁闸阀19、止回阀20经冷却介质进口管4进入冷却腔3，在冷却腔3内进行换热后，从冷却介质出口管5出来，再经电磁闸阀19、安全阀18、压力平衡阀17、手动闸阀16后进入余热电站（或作为他用）进行回收。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述的顶吹浸没式喷枪包括喷枪和喷枪喷头，喷枪喷头连接在喷枪的下端；所述喷枪喷头外设有冷却腔，冷却腔上设有冷却介质进口管和冷却介质出口管。

2.根据权利要求1所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述的冷却腔底部与喷枪喷头底部齐平。

3.根据权利要求1所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述冷却腔顶部外侧为内高外低的倾斜面。

4.根据权利要求1所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述冷却腔的外壁设有挂料器。

5.根据权利要求1所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述的喷枪包括喷枪内筒和喷枪外筒；喷枪内筒和喷枪外筒为同心圆；喷枪内筒的顶端设有粉煤风进口管；顶部侧面设有助燃气体进口管；喷枪外筒的上部筒壁上设有套筒风进口管和套筒风出口管；所述的喷枪喷头连接在喷枪内筒的下端。

6.根据权利要求4所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述的挂料器为锥状、柱状或倒锥状等凸起结构，挂料器与冷却腔外壁为一体式连接或焊接。

7.根据权利要求1所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述喷枪喷头与喷枪内筒之间通过法兰连接或者焊接。

8.根据权利要求1所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述喷枪上设有金属软连接。

9.根据权利要求1所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述的顶吹浸没式喷枪还包括喷枪支架，喷枪支架和喷枪之间通过至少一个特制抱箍连接，特制抱箍包括喷枪固定抱箍和喷枪支架固定抱箍。

10.根据权利要求1所述的一种顶吹浸没式喷枪，其特征在于：所述的冷却介质进口管与蒸汽输送管连接。

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