CN107034329A - 一种可喷吹多种燃料高炉铜板风口套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，所述风口套包括外套、内套和法兰，所述外套套设在内套外部，所述外套后端与内套后端通过法兰嵌套固定，所述外套、内套、与法兰连接并形成一个水冷却管道，所述水冷却管道底部设有导流器，其特征是：所述水冷却管道还设有喷吹管，所述喷吹管进口与法兰相连接，所述喷吹管出口与内套相连接，所述喷吹管呈J字型并且喷吹管出口从水冷却管道伸入风口套内壁。本发明中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套不仅可喷吹不同高炉燃料，适应不同冶炼强度炼铁高炉，且结构简单，制作成本低，使用寿命不低于传统风口套。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼铁高炉送风***设备，特别涉及一种可喷吹多种燃料高炉铜板风口套。
背景技术
炼铁高炉喷吹是将气体、液体或固体燃料通过专门的设备喷入高炉，以取代高炉炉料中部分焦炭的一种高炉强化冶炼技术。风口小套不仅担负着将热风送进高炉内的任务，同时也是负责将燃料喷吹入高炉的设备。现有高炉喷吹燃料技术领域中的风口小套，喷吹功能单一，多以从风口内锥孔喷吹煤粉。由于喷煤枪在风口内的定位及风口与喷煤枪弯头的偏向很难量体裁衣，风口内锥经常受煤粉冲刷磨损失效。随着高炉喷吹燃料技术发展，特定的地区资源条件不同，高炉喷吹燃料种类呈现多元化发展。
现有技术中的风口小套，通常采用全铜铸造或焊接，其结构包括法兰、内套、外套、导流水套，所述的法兰、内套、导流水套铸造一体或内套、外套铸造一体的方式组合焊接，法兰进水孔与导流水套之间铸进挡板连通各水室。由于铸件尺寸偏差大，造成内部冷却水结构不精准，各部件之间配合间隙大易窜水或产生水流死角，影响冷却水在风口套内部的分布，冷却效果达不到要求，风口套常常出现局部过热烧损现象，导致风口小套寿命大大减少；而且这种传统高炉风口小套的内部冷却水结构功能单一，高炉燃料喷吹方式单一，无法满足高炉喷吹燃料的多元化发展。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，它不仅可喷吹不同高炉燃料，适应不同冶炼强度炼铁高炉，且结构简单，制作成本低，使用寿命不低于传统风口套。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，所述风口套包括外套、内套和法兰，所述外套套设在内套外部，所述外套后端与内套后端通过法兰嵌套固定，所述外套、内套、与法兰连接并形成一个水冷却管道，所述水冷却管道底部设有导流器，其特征是：所述水冷却管道还设有喷吹管，所述喷吹管进口与法兰相连接，所述喷吹管出口与内套相连接，所述喷吹管呈J字型并且喷吹管出口从水冷却管道伸入风口套内壁。
上述结构中，由外套、内套、与法兰连接并形成一个水冷却管道，设置导流器，冷却水从法兰上的进水孔进入，进入风口套的最前端，再经过导流器旋流，最后通过法兰上的出水孔排出风口套，全程冷却均匀，风口套冷却效果佳；水冷却管道设置喷吹管，喷吹管连接高炉燃料源，高炉燃料（高炉气体、液体燃料或氧气）经过喷吹管，流经风口套内壁，直接喷入高炉炉内；如果将喷吹管的进出口封堵，可通过风口套内壁喷吹固体高炉燃料，如煤粉。
作为本发明的优选方案，所述法兰上开有进水孔和出水孔，所述进水孔和出水孔分别位于喷吹管进口的两侧，所述进水孔和出水孔分别与水冷却管道相连通。冷却水从进水孔进入，流经水冷却管道，再由出水孔流出，这样可以对风口套的每个部位均匀地进行冷却，起到很好的冷却效果；进水孔和出水孔分别位于喷水管的两侧能够对喷吹管外壁进行更好地冷却，避免喷吹管因高温燃料而烧坏，降低了喷吹管外壁周围的温度，提高了喷吹管的使用寿命。
作为本发明的优选方案，所述喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小范围为105°-150°。喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小应该大于105°，通过这种设置能够避免风口套内各种压力反冲，保证燃料从喷吹管出口喷吹出来的角度不会被通过风口套内壁的热风压力或其它高炉内压力所反冲，提高使用风口套的安全性。
作为本发明进一步的优选方案，所述喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小范围为110°-130°。这种喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角也不宜过大，夹角过大也会使得燃料从喷吹管出口往风口套内壁下方喷吹，碰撞风口套内壁造成压力反冲。
作为本发明的优选方案，所述水冷却管道按水流的流动方向依次为IV水室、I水室、II水室、III水室和V水室。冷却水从法兰上的进水孔进入，进入风口套的最前端，再经过导流器与内套间形成的IV水室，快速进入I水室旋流一周后，依次通过导流器与外套形成的II水室及III水室旋流至V水室，最后通过法兰上的出水孔排出风口套；风口套的水冷却管道根据高炉特点设置多个水室，使得风口套尽可能进行冷却，效率更高，风口套内部不容易产生水流死角，全程冷却均匀，使得风口套达到最佳冷却效果。
作为本发明进一步的优选方案，各所述水室分别由至少一条环形隔板和至少一条旋流隔水板分隔而成。通过这种设置，各水室截面积合理布置控制冷却水流速，从而强化风口套内部的冷却效果；冷却水依次通过各水室，使得冷却水在各水室中呈螺旋式流动，避免风口套内部产生死水区，能够均匀进行冷却。
作为本发明的优选方案，所述内套为纯铜锻件。由于铜的导热系数相对于其他金属和合金的导热系数要高，纯铜锻件即金属材料经过锻造加工而得到。由于金属锻件的强度与重量比有一个高的比率，相同重量的金属，金属锻件的强度要高，因此，内套采用纯铜锻件，可以增加内套的强度和耐用性，提高内套的导热能力，从而保证高炉风口套较好的散热效果。
作为本发明的优选方案，所述内套前端为纯铜锻件，所述内套后端为钢材。由于钢材相对于铜材的刚性要好、且相同体积的铜材的价格要比相同体积的钢材的价格要便宜，采用铜钢结合的内套，可以提高内套的刚性和导热性能、减少铜材的损耗、降低成本。
作为本发明的优选方案，所述外套为纯铜锻件。由于铜的导热系数相对于其他金属和合金的导热系数要高，纯铜锻件即金属材料经过锻造加工而得到。由于金属锻件的强度与重量比有一个高的比率，相同重量的金属，金属锻件的强度要高，因此，外套采用纯铜锻件，可以增加外套的强度和耐用性，提高外套的导热能力，从而保证高炉风口套较好的散热效果。
作为本发明的优选方案，所述外套前端为纯铜锻件，所述外套后端为钢材。由于钢材相对于铜材的刚性要好、且相同体积的铜材的价格要比相同体积的钢材的价格要便宜，采用铜钢结合的外套，可以提高外套的刚性和导热性能、减少铜材的损耗、降低成本。
作为本发明的优选方案，所述喷吹管的材质为铜材或钢材。喷吹管采用铜材，提高喷吹管的导热能力，保证喷吹管较好的散热效果，但铜材的刚性差、且铜耗材量大，成本较高；而钢材相对于铜材的刚性要好、且相同体积的铜材的价格要比相同体积的钢材的价格要便宜，喷吹管采用钢材，可以提高喷吹管的刚性、减少铜材的损耗、降低成本。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
这种可喷吹多种燃料高炉铜板风口套不仅可喷吹不同高炉燃料，适应不同冶炼强度炼铁高炉，且结构简单，制作成本低，使用寿命不低于传统风口套，适应性广，提高使用效率；风口套的水冷却管道根据高炉特点设置多个水室，使得风口套尽可能进行冷却，效率更高，风口套内部不容易产生水流死角，全程冷却均匀，使得风口套达到最佳冷却效果；喷吹管与冷却水流通道不连通，互不干涉，风口套冷却效果不会减弱；通过喷吹管向高炉内喷吹气体(如天然气)或液体(如重油)高炉燃料，也可喷吹氧气，增加富氧率；它的外套和内套均为纯铜锻件，提高了风口套的导热性能；将喷吹管进出口封堵，可通过风口套内壁喷吹固体高炉燃料。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是图1中水冷却管道的旋流平面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行具体描述。
实施例1
如图1-2所示，本实施例中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，风口套包括外套1、内套2和法兰3，外套1套设在内套2外部，外套1前端与内套2前端通过法兰3嵌套固定，外套1、内套2、与法兰3连接并形成一个水冷却管道5，水冷却管道5底部设有导流器6，水冷却管道5还设有喷吹管7，喷吹管7进口71与法兰3相连接，喷吹管7出口72与内套2相连接，喷吹管7呈J字型并且喷吹管7出口72从水冷却管道5伸入风口套内壁4。
法兰3上开有进水孔31和出水孔32，进水孔31位于喷吹管7进口71的右侧，出水孔32位于喷吹管7进口71的左侧，进水孔31和出水孔32分别与水冷却管道5相连通。
喷吹管7出口72的方向与风口套内壁4所在平面的夹角大小为110°。
如图3所示，水冷却管道5按水流的流动方向依次为IV水室、I水室、II水室、III水室和V水室；各水室分别由多条环形隔板51和多条旋流隔水板52分隔而成。
内套2为纯铜锻件。由于铜的导热系数相对于其他金属和合金的导热系数要高，纯铜锻件即金属材料经过锻造加工而得到。由于金属锻件的强度与重量比有一个高的比率，相同重量的金属，金属锻件的强度要高，因此，内套2采用纯铜锻件，可以增加内套2的强度和耐用性，提高内套2的导热能力，从而保证高炉风口套较好的散热效果。
外套1为纯铜锻件。由于铜的导热系数相对于其他金属和合金的导热系数要高，纯铜锻件即金属材料经过锻造加工而得到。由于金属锻件的强度与重量比有一个高的比率，相同重量的金属，金属锻件的强度要高，因此，外套1采用纯铜锻件，可以增加外套1的强度和耐用性，提高外套1的导热能力，从而保证高炉风口套较好的散热效果。
喷吹管7的材质为铜材。喷吹管7采用铜材，提高喷吹管7的导热能力，保证喷吹管7较好的散热效果，但铜材的刚性差、且铜耗材量大，成本较高。
实施例2
本实施例中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套与实施例1的区别在于：
所述喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小为120°。通过这种设置能够避免风口套内各种压力反冲，保证燃料从喷吹管出口喷吹出来的角度不会被通过风口套内壁的热风压力或其它高炉内压力所反冲，提高使用风口套的安全性。
实施例3
本实施例中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套与实施例1的区别在于：
所述喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小为130°。通过这种设置能够避免风口套内各种压力反冲，保证燃料从喷吹管出口喷吹出来的角度不会被通过风口套内壁的热风压力或其它高炉内压力所反冲，提高使用风口套的安全性。
实施例4
本实施例中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套与实施例1的区别在于：
所述喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小范围为140°。这种喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角也不宜过大，夹角过大也会使得燃料从喷吹管出口往风口套内壁下方喷吹，被通过风口套内壁的热风压力或其它高炉内压力所反冲。
实施例5
本实施例中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套与实施例1的区别在于：
所述喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小范围为150°。这种喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角也不宜过大，夹角过大也会使得燃料从喷吹管出口往风口套内壁下方喷吹，被通过风口套内壁的热风压力或其它高炉内压力所反冲。
实施例6
本实施例中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套与实施例1的区别在于：
所述内套前端为纯铜锻件，所述内套后端为钢材。由于钢材相对于铜材的刚性要好、且相同体积的铜材的价格要比相同体积的钢材的价格要便宜，采用铜钢结合的内套，可以提高内套的刚性和导热性能、减少铜材的损耗、降低成本。
实施例7
本实施例中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套与实施例1的区别在于：
所述外套前端为纯铜锻件，所述外套后端为钢材。由于钢材相对于铜材的刚性要好、且相同体积的铜材的价格要比相同体积的钢材的价格要便宜，采用铜钢结合的外套，可以提高外套的刚性和导热性能、减少铜材的损耗、降低成本。
实施例8
本实施例中的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套与实施例1的区别在于：
所述喷吹管的材质为钢材。钢材相对于铜材的刚性要好、且相同体积的铜材的价格要比相同体积的钢材的价格要便宜，喷吹管采用钢材，可以提高喷吹管的刚性、减少铜材的损耗、降低成本。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，所述风口套包括外套、内套和法兰，所述外套套设在内套外部，所述外套后端与内套后端通过法兰嵌套固定，所述外套、内套、与法兰连接并形成一个水冷却管道，所述水冷却管道底部设有导流器，其特征是：所述水冷却管道还设有喷吹管，所述喷吹管进口与法兰相连接，所述喷吹管出口与内套相连接，所述喷吹管呈J字型并且喷吹管出口从水冷却管道伸入风口套内壁。
2.如权利要求1所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：所述法兰上开有进水孔和出水孔，所述进水孔和出水孔分别位于喷吹管进口的两侧，所述进水孔和出水孔分别与水冷却管道相连通。
3.如权利要求1所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：所述喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小范围为105°-150°。
4.如权利要求3所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：所述喷吹管出口的方向与风口套内壁所在平面的夹角大小范围为110°-130°。
5.如权利要求1所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：所述水冷却管道按水流的流动方向依次为IV水室、I水室、II水室、III水室和V水室。
6.如权利要求5所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：各所述水室分别由至少一条环形隔板和至少一条旋流隔水板分隔而成。
7.如权利要求1所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：所述内套为纯铜锻件。
8.如权利要求1所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：所述内套前端为纯铜锻件，所述内套后端为钢材。
9.如权利要求1所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：所述外套为纯铜锻件。
10.如权利要求1所述的可喷吹多种燃料高炉铜板风口套，其特征是：所述外套前端为纯铜锻件，所述外套后端为钢材。
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