CN101319787A - 高炉喷煤枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高炉喷煤枪，具体地说是一种用于高炉风口煤粉喷吹的喷枪。高炉喷煤枪，包括相互套接的内管和外管，内管中心为煤粉通道，内管与外管围成压缩空气通道，在压缩空气通道的空气喷吹口处固定有旋流装置。该高炉喷煤枪提高了煤粉与鼓风、压缩空气混合效果，增大了压缩空气冷却效果，结构简单，使用寿命长，利于推广应用。

Description

高炉喷煤枪

技术领域

本发明涉及一种高炉喷煤枪，具体地说是一种用于高炉风口煤粉喷吹的喷枪。

背景技术

众所周知，决定高炉喷煤量的主要因素是风口前煤粉的燃烧率和高炉料柱的透气性，以往的研究和实践证明，在高炉喷吹煤粉的工况下，煤粉的充分燃烧主要取决于喷入炉内的煤粉与周围氧气的混合程度，混合得越好，燃烧速度也就越快，因此喷枪(或煤粉燃烧器)的选择，主要依据煤粉喷入高炉时能否很好地与鼓风混合而定。随着喷煤比的提高，单位时间内由喷枪喷入高炉内的煤粉量增多，喷枪前端煤粉云浓度增大，相应地煤粉周围氧浓度减少，恶化了煤粉燃烧的供氧条件，导致燃烧率降低，煤焦置换比随之下降。为此，在提高喷煤比的同时，如何改善煤粉与鼓风混合均匀程度，来维持足够的燃烧速度、燃烬率与煤焦置换比是新型喷煤枪研究的一个重要研究方向。

中国专利高炉喷吹煤粉用喷枪，专利号ZL94201862.1公开了一种高炉煤粉喷枪，其特征在于枪头端部开有多个圆形喷吹孔，并且喷吹孔轴线与煤枪管轴线一致，使煤粉通过多孔煤枪头后分割成多股细流股，促进了煤粉与鼓风的混合，使煤粉燃烧速度、燃烬率与煤焦置换比提高。中国专利多孔式高炉喷煤煤枪，专利号ZL99234193.0公开了一种多孔煤枪，多个喷吹孔沿枪头管壁均匀布置，并且喷吹孔轴线与煤枪管轴线成一定夹角，使煤粉通过多孔煤枪头后分割成多股流向不同的细流股，并沿煤枪头四周分散，进一步促进了煤粉与鼓风的混合，有效地提高了煤粉燃烧速度、燃烬率与煤焦置换比。中国专利一种耐磨型喷煤粉管，专利号ZL200420051620.X公开了一种煤枪前端带雾化器的耐磨型喷煤粉管，通过带有旋流片的3孔雾化器，使煤粉形成股旋流流股，促进煤粉与鼓风的混合，达到提高了煤粉燃烧速度、燃烬率与煤焦置换比目的。上述专利喷煤枪结构，通过多孔式结构枪头将煤粉流股分割成多股细流股，起到了促进煤粉与鼓风的混合作用，尤其是分割成沿不同方向的细流股和旋流股，混合的作用改善更大，能够达到提高煤粉燃烧速度、燃烬率与煤焦置换比的目的；但上述喷煤枪结构的多股细流煤粉的发散将加剧煤粉对风口的磨损，尤其是分割成不同方向的细流股煤粉，将对风口的磨损更大；此外，多孔式喷煤枪头结构提高了喷煤***作难度，并加剧了枪头的磨损，增大了喷煤阻力，不利于喷煤枪使用寿命的提高，因而，目前还未见到实际应用的报道。为此，从延长喷煤枪使用寿命的角度考虑，中国专利：高炉喷吹煤粉用煤枪，专利号ZL97249088.4公开了一种带压缩空气冷却、枪头弯曲和内管壁有陶瓷内衬的喷煤枪，通过带压缩空气冷却，降低了使用条件下的喷煤枪温度，内管壁陶瓷内衬提高了管壁的抗磨损、抗氧化性能，弯曲枪头防止了喷吹煤粉对风口的磨损，并在实际应用中取得了延长喷煤枪使用寿命的效果，但该专利在强化煤粉与空气的混合以及强化压缩空气的冷却效应方面未能采取相应的措施。

发明内容

本发明针对现有高炉喷煤枪煤粉与鼓风、压缩空气混合效果以及压缩空气冷却效果差的缺点，提供了一种高炉喷煤枪。该装置提高了煤粉与鼓风、压缩空气混合效果，增大了压缩空气冷却效果。

本发明所述目的是通过以下方案实现的：

高炉喷煤枪，包括相互套接的内管和外管，内管中心为煤粉通道，内管与外管围成压缩空气通道，压缩空气通道的空气喷吹口处固定有旋流装置。

进一步地，空气喷吹口部位的外管内壁向内有倾斜角β，β的角度为5°～45°。

进一步地，所述喷煤枪前端为异形枪头，即枪头处的中心轴线偏离内管中心轴线一定角度，该角度α为10°～14°。

更进一步地，所述异形枪头的空气喷吹口和煤粉喷吹口端面与风口中心线垂直。

优选地，所述异形枪头内管和外管的材料为耐热合金钢管。

更优选地，所述异形枪头的外壁采用等离子喷涂了一层金属陶瓷层。

本发明使用寿命长，结构简单，采用旋流装置，增大了压缩空气冷却效果，提高了压缩空气的卷吸效应以及煤粉与空气的混合效果；空气喷吹口部位的外管内壁向内有倾斜角β的结构设计，遏止了喷吹煤粉的发散与偏射，进一步促进了压缩空气与煤粉的混合，强化了压缩空气对枪头和煤粉喷吹口的冷却效果；此外，枪头采用弯曲结构，保证了煤粉射流与风口中心线的重合。最终达到提高煤粉燃烧速度、燃烬率、煤焦置换比和降低风口磨损的目的。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为旋流装置的结构示意图；

图3为图1A-A向的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参照图1，一种高炉喷煤枪，包括相互套接的内管1和外管2，内管1中心为煤粉通道6，内管1与外管2围成压缩空气通道3，压缩空气通道3的空气喷吹口8处固定有旋流装置10。空气喷吹口8部位的外管2内壁向内有倾斜角β，β的角度可以为5°～45°，本实施方式的β的角度为30°，采用这种设计使压缩空气与煤粉之间成一定的交叉角度喷出，强化了煤粉与压缩空气的混合以及压缩空气对枪头和煤粉喷吹口9的冷却效果，提高了煤粉磨损风口的穿透阻力。喷煤枪前端为异形枪头7，即枪头处的中心轴线偏离内管中心轴线一定角度α，角度α由高炉送风支管与风口中心线之间的夹角决定，以异形枪头7中心线与风口中心线重合，由于不同高炉容积与具体设备状况的不同，相应的α角度也不同，一般为10°～14°，本实施方式的异形枪头7的α角度为13°。异形枪头7的空气喷吹口8和煤粉喷吹口9的端面与风口中心线垂直。采用上述结构设计增强了压缩空气旋流强度和对煤粉、鼓风的卷吸作用，遏止了煤粉射流的惯性偏向，减轻了风口前端的挂渣与风口磨损，提高了风口的使用寿命，同时，增进了煤粉与鼓风的混合，提高煤粉的燃烬率与燃烧速度。异形枪头7的内管1与外管2采用耐热合金钢管制作，本实施方式采用Cr25Ni20耐热合金钢制作，采用该合金钢提高了内管1与外管2的耐热性能和抗磨性能。本发明还采用氧气替代或部分替代普通压缩空气，煤粉通过煤粉入口5和煤粉通道6进入喷煤枪，氧气通过压缩空气入口4和压缩空气通道3进入喷煤枪，实现了富氧喷煤。

参照图2，旋流装置10是由多个旋流片组成的，本实施方式采用六片旋流片，旋流装置10增强了压缩空气射流的旋转强度，强化了压缩空气对异形枪头7的冷却强度，并促进了压缩空气、鼓风与煤粉的混合效果。

参照图3，异形枪头7的外壁采用等离子喷涂了一层金属陶瓷层11，本实施方式中金属陶瓷层11的厚度为0.5mm，金属陶瓷层11提高了管壁的隔热性能，在压缩空气的冷却作用下，降低了喷煤枪使用条件下异形枪头7的综合温度，同时，隔离了鼓风与外管2外壁的直接接触，达到防止氧化的作用。

另外，本具体实施方式只是对本发明所做的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对本发明做一些非实质性的改变，只要是不经过创造性劳动而对本专利进行的改进，都在本专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.高炉喷煤枪，包括相互套接的内管和外管，内管中心为煤粉通道，内管与外管围成压缩空气通道，其特征在于在压缩空气通道的空气喷吹口处固定有旋流装置。

2.根据权利要求1所述的高炉喷煤枪，其特征在于空气喷吹口部位的外管内壁向内有倾斜角β，β的角度为5°～45°。

3.根据权利要求1所述的高炉喷煤枪，其特征在于所述喷煤枪前端为异形枪头，即枪头处的中心轴线偏离内管中心轴线一定角度，该角度α为10°～14°。

4.根据权利要求3所述的高炉喷煤枪，其特征在于所述异形枪头的空气喷吹口和煤粉喷吹口端面与风口中心线垂直。

5.根据权利要求3所述的高炉喷煤枪，其特征在于所述异形枪头内管和外管的材料为耐热合金钢管。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的高炉喷煤枪，其特征在于所述异形枪头的外壁采用等离子喷涂了一层金属陶瓷层。

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