CN212457937U - 一种熔融还原炼铁用的组合喷枪装置 - Google Patents
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Abstract
一种熔融还原炼铁用的组合喷枪装置。该装置包括：枪体、水冷柱塞、水冷三通、柱塞定位环、短节，其中枪体包括枪体外壳、枪体中间壳、枪体内壳、喷嘴、枪体法兰、法兰一、法兰二，其中水冷柱塞包括导向叶片、柱塞外壳、柱塞中间壳、柱塞内壳、柱塞法兰。该装置将富氧热风送至熔融还原炉的上部，热风呈旋转状，加大与炉内CO和H2的接触面积，使二次燃烧反应更充分，释放大量热量，让涌泉作用上升的金属液滴和渣液滴尽可能多的把热量带回熔池，实现高效传热。能够控制形成合理的燃烧区和过渡区，可以抑制逆反应的产生，并且能够减少炉体冷却壁的高温侵蚀，提高寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及非高炉熔融炼铁领域，涉及一种气体喷枪，尤其是一种熔融还原炼铁领域应用的组合喷枪装置。
背景技术
我国将污染防治列为三大攻坚战之一。明确提出每年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3％的目标，这对钢铁行业节能减排、转型升级提出了更高的要求，中国即将实施最严“超低排放”，要求京津冀大气传输通道城市、长三角、汾渭平原等地钢铁企业力争在2020年10月底前完成超低排放改造，到2025年，全国所有具备改造条件的钢铁企业力争实现超低排放。
高炉冶炼原料主要经过烧结工序和焦化工序处理后获得，污染物的排放大多集中于这两个工段，有悖于现阶段环保的要求。据专家估算，最早于2060年以后，我国的焦煤资源将面临枯竭，传统高炉炼铁的正常生产将无法得到保证。因此开发一种符合当代潮流的、可替代传统高炉炼铁工艺的炼铁新技术已经迫在眉睫。在非高炉冶炼工艺中提出了“富氢还原/部分等离子态还原”的气液“熔融还原”的新技术路线，取消了高炉中能耗较高的“烧结”、“焦化”、“球团”、“热风炉”、“预还原”等工序，从根本上解决能耗问题。
新非高炉炼铁熔融还原生产过程中，利用热风喷枪吹入熔融还原炉的高温富氧热风的喷吹深度和广度在实际生产中都有严格的要求，需满足喷吹的热风不能氧化铁水，并且有足够大的广度使炉内物料得到充分反应，同时提高风温能有效降低焦比和燃料比，这也是当前钢铁行业可持续发展、实现低碳冶炼的关键技术。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种熔融还原炼铁用组合喷枪装置，该装置包括：枪体(1)、水冷柱塞(2)、水冷三通(3)、枪体法兰(10)、柱塞法兰(17)、导向叶片(13)，所述枪体(1) 内部平行设置有水冷柱塞(2)，其中水冷三通(3)与枪体(1)通过枪体法兰(10) 连接并内部连通，水冷柱塞(2)后部固定在柱塞法兰(17)上，并且柱塞法兰 (17)与水冷三通(3)通过螺栓连接，并将水冷三通(3)的一个口密封，这样水冷三通(3)的侧口与枪体(1)内部和水冷柱塞(2)之间的空间形成风道，水冷柱塞(2)上设置有导向叶片(13)使热风形成旋流状。
进一步地，其中枪体(1)由枪体外壳(6)、枪体中间壳(7)、枪体内壳(8)、喷嘴(9)、枪体法兰(10)、法兰一(11)、法兰二(12)组成，所述喷嘴(9)设置在枪体(1)顶部，所述枪体法兰(10)设置在枪体(1)尾部，所述枪体外壳(6)套在枪体中间壳(7)外部形成回水管路，所述枪体中间壳(7)套在枪体内壳(8) 外部形成进水管路，冷却水由经进水管路流入枪体，循环后经回水管路流出枪体。
进一步地，所述喷嘴(9)与枪体内壳(8)进行焊接、与枪体中间壳(7) 进行插接、与枪体外壳(6)进行焊接，所述枪体法兰(10)与枪体内壳(8) 焊接，法兰一(11)与枪体中间壳(7)焊接，法兰二(12)与枪体外壳(6) 焊接。
进一步地，枪体通过枪体法兰(10)与水冷三通(3)连接；所述枪体法兰 (10)与水冷三通(3)通过螺栓连接。
进一步地，所述水冷柱塞(2)由导向叶片(13)、柱塞外壳(14)、柱塞中间壳(15)、柱塞内壳(16)、柱塞法兰(17)组成，导向叶片(13)焊接在柱塞外壳(11)上。
进一步地，柱塞外壳(14)套在柱塞中间壳(15)外部形成回水管路，柱塞中间壳(15)套在柱塞内壳(16)外部形成进水管路，对柱塞进行冷却。冷却水经柱塞内壳内部进入，经导向叶片(13)后由柱塞外壳(14)和柱塞中间壳(15)外部形成回水管路流出，对导向叶片进行冷却。
进一步地，在枪体(1)的进水管路和水冷柱塞(2)的进水管路上分别设置进水口，在枪体(1)的回水管路和水冷柱塞(2)的回水管路上分别设置出水口。
进一步地，柱塞定位环(4)设置在枪体内壳(8)上，柱塞定位环(4)支撑耐火材料(18)。
进一步地，导向叶片(13)部分的长度为水冷柱塞(2)整体长度的1/3。
进一步地，导向叶片(13)为双重导向叶片，两个导向叶片方向相反。
进一步地，水冷柱塞(2)头部制作成圆弧状。
进一步地，导向叶片螺旋升角为30°。
进一步地，水冷柱塞上缠有耐火纤维。
进一步地，枪体外壳(6)表面具有若干凸起。
进一步地，枪体外壳(6)外表面凸起的高度为1-5mm，所述凸起为正方形，正方形边长为2-10mm，凸起的密度为1-10个/cm2。
进一步地，短节(5)共有3个，通过法兰进行连接，用于调节枪位。
本实用新型的优点及效果：
一种熔融还原炼铁领域应用的组合喷枪装置将富氧热风送至熔融还原炉的上部，热风呈旋转状，加大与炉内CO和H2的接触面积，使二次燃烧反应更充分，释放大量热量，让涌泉作用上升的金属液滴和渣液滴尽可能多的把热量带回熔池，实现高效传热。能够控制形成合理的燃烧区和过渡区，可以抑制逆反应的产生，并且能够减少炉体冷却壁的高温侵蚀，提高寿命。所述的枪体外壳表面要进行压制处理。使枪体表面更容易挂渣。叶片的设计，使热风旋转效果更好，水冷柱塞的设计减少水冷柱塞对热风的阻力。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书来实现和获得。
附图说明
图1是一种熔融还原炼铁领域应用的组合喷枪装置示意图；
图2是一种熔融还原炼铁领域应用的组合喷枪装置中组合枪体示意图；
图3是一种熔融还原炼铁领域应用的组合喷枪装置中水冷柱塞示意图；
其中：1-枪体；2-水冷柱塞；3-水冷三通；4-柱塞定位环；5-短节；6-枪体外壳；7-枪体中间壳；8-枪体内壳；9-喷嘴；10-枪体法兰；11-法兰一；12-法兰二；13-导向叶片；14-柱塞外壳；15-柱塞中间壳；16-柱塞内壳；17-柱塞法兰； 18-耐火材料。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
以下结合具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的解释和说明。
实施例1
一种熔融还原炼铁领域应用的组合喷枪装置，该装置包括：
(1)枪体：伸入炉内喷射富氧热风。
(2)水冷柱塞：热风通过使其呈旋流状喷入炉内。
(3)水冷三通：连接枪体和水冷柱塞；富氧热风的入口。
(4)柱塞定位环：支撑耐火材料。
(5)短节：用于调节枪位。
(6)枪体外壳：枪体外观，与中间壳形成冷却水回水回路。
(7)枪体中间壳：可分别与内壳及外壳形成进回水回路。
(8)枪体内壳：与中间壳形成冷却水进水回路。
(9)喷嘴：喷射富氧热风。
(10)枪体法兰：连接枪体与水冷三通。
(11)法兰一：密封枪体中间壳。
(12)法兰二：密封枪体外壳。
(13)导向叶片：使热风呈旋流状。
(14)柱塞外壳：与中间壳形成冷却水回水回路。
(15)柱塞中间壳：可分别与内壳及外壳形成进回水回路。
(16)柱塞内壳：与中间壳形成冷却水进水回路。
(17)柱塞法兰：连接水冷柱塞与水冷三通。
其中枪体由枪体外壳、枪体中间壳、枪体内壳、喷嘴、枪体法兰组成。所述枪体外壳套在枪体中间壳外部形成回水管路，所述枪体中间壳套在枪体内壳外部形成进水管路。冷却水由经进水管路流入枪体，循环后经回水管路流出枪体，进回水法兰在枪尾与喷枪连接；所述喷嘴与枪体内壳进行焊接、与枪体中间壳进行插接、与枪体外壳进行焊接；所述枪体法兰与枪体内壳焊接，法兰一与枪体中间壳焊接，法兰二与枪体外壳焊接；枪体法兰与水冷三通通过螺栓连接；所述水冷柱塞由导向叶片、柱塞外壳、柱塞中间壳、柱塞内壳、柱塞法兰组成。导向叶片焊接在柱塞外壳上；柱塞外壳套在柱塞中间壳外部形成回水管路，柱塞中间壳套在柱塞内壳外部形成进水管路。柱塞法兰与水冷三通通过螺栓连接。富氧热风由水冷三通入口进入枪体内，经过导向叶片旋转，由喷嘴吹入炉内。
所述的枪体外壳表面要进行压制处理。使枪体表面更容易挂渣。
所述的枪体为组合式枪体。
所述的水冷柱塞导向长度为整体长度的1/3。
所述的水冷柱塞为双重导向叶片。使热风旋转效果更好。
所述的两个导向叶片方向相反。使热风旋转效果更好。
所述的水冷柱塞头部制作成圆弧状。减少水冷柱塞对热风的阻力。
所述的导向叶片螺旋升角为30°。使热风旋转效果更好。
所述的水冷柱塞要缠上耐火纤维。减少水冷柱塞的烧损。
所述的短节共有3个，用于调节枪位。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，该装置包括：枪体(1)、水冷柱塞(2)、水冷三通(3)、枪体法兰(10)、柱塞法兰(17)、导向叶片(13)，所述枪体(1)内部平行设置有水冷柱塞(2)，其中水冷三通(3)与枪体(1)通过枪体法兰(10)连接并内部连通，水冷柱塞(2)后部固定在柱塞法兰(17)上，并且柱塞法兰(17)与水冷三通(3)通过螺栓连接，并将水冷三通(3)的一个口密封，这样水冷三通(3)的侧口与枪体(1)内部和水冷柱塞(2)之间的空间形成风道，水冷柱塞(2)上设置有导向叶片(13)使热风形成旋流状。
2.如权利要求1所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，其中枪体(1)由枪体外壳(6)、枪体中间壳(7)、枪体内壳(8)、喷嘴(9)、枪体法兰(10)、法兰一(11)、法兰二(12)组成，所述喷嘴(9)设置在枪体(1)顶部，所述枪体法兰(10)设置在枪体(1)尾部，所述枪体外壳(6)套在枪体中间壳(7)外部形成回水管路，所述枪体中间壳(7)套在枪体内壳(8)外部形成进水管路，冷却水由经进水管路流入枪体，循环后经回水管路流出枪体。
3.如权利要求2所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，所述喷嘴(9)与枪体内壳(8)进行焊接、与枪体中间壳(7)进行插接、与枪体外壳(6)进行焊接，所述枪体法兰(10)与枪体内壳(8)焊接，法兰一(11)与枪体中间壳(7)焊接，法兰二(12)与枪体外壳(6)焊接，枪体通过枪体法兰(10)与水冷三通(3)连接；所述枪体法兰(10)与水冷三通(3)通过螺栓连接。
4.如权利要求3所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，所述水冷柱塞(2)由导向叶片(13)、柱塞外壳(14)、柱塞中间壳(15)、柱塞内壳(16)、柱塞法兰(17)组成，导向叶片(13)焊接在柱塞外壳(14)上，柱塞外壳(14)套在柱塞中间壳(15)外部形成回水管路，柱塞中间壳(15)套在柱塞内壳(16)外部形成进水管路，对柱塞进行冷却，冷却水经柱塞内壳内部进入，经导向叶片(13)后由柱塞外壳(14)和柱塞中间壳(15)形成的回水管路流出，对导向叶片进行冷却。
5.如权利要求4所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，在枪体(1)的进水管路和水冷柱塞(2)的进水管路上分别设置进水口，在枪体(1)的回水管路和水冷柱塞(2)的回水管路上分别设置出水口。
6.如权利要求5所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，柱塞定位环(4)设置在枪体内壳(8)上，柱塞定位环(4)支撑耐火材料(18)。
7.如权利要求6所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，导向叶片(13)部分的长度为水冷柱塞(2)整体长度的1/3，导向叶片(13)为双重导向叶片，两个导向叶片方向相反，导向叶片螺旋升角为30°。
8.如权利要求7所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，水冷柱塞(2)头部制作成圆弧状，水冷柱塞上缠有耐火纤维。
9.如权利要求8所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，枪体外壳(6)表面具有若干凸起,枪体外壳(6)外表面凸起的高度为1-5mm，所述凸起为正方形，正方形边长为2-10mm，凸起的密度为1-10个/cm2。
10.如权利要求9所述的熔融还原炼铁用组合喷枪装置，其特征在于，短节(5)共有3个，通过法兰进行连接，用于调节枪位。
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