CN110592301B - 一种设有富氧喷煤风口的高炉及熔炼工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金设备技术领域，具体涉及一种设有富氧喷煤风口的高炉及熔炼工艺。本发明提供的一种设有富氧喷煤风口的高炉，包括顺序设置的炉罩、炉身、炉腹和炉缸，炉腹和炉缸之间的高炉风口，高炉风口包括设置在炉腹炉壁上的大套、中套和小套，小套的中心位置设有吹管，中套内部设有第一水套；吹管外侧套装有降温器，降温器的内腔充满冷却水且侧壁上设有若干均匀排列的翅片；小套和降温器外壁之间设有盘管，盘管内充满常温的空气并与气泵连接。本发明通过在风口内设置的三层循环冷却***，形成了中套水冷冷却，小套风冷冷却，中心位置的吹管外侧再进行水冷冷却的结构，实现了高炉风口能够耐高温、耐热疲劳、克服磨粒冲蚀和延长使用寿命的目的。

Description

一种设有富氧喷煤风口的高炉及熔炼工艺

技术领域

本发明属于冶金设备技术领域，具体涉及一种设有富氧喷煤风口的高炉及熔炼工艺。

背景技术

钢铁工业的冶炼，是炉料从高炉炉顶装入炉内进行熔炼得到钢铁的过程，其中风口的设置和结构是关键的部件之一。它不但直接提供高炉冶炼所需的氧气和煤粉，而且提供克服高炉料柱阻力所需的气体动力，将含有的氧气、煤粉等高温气体传递给高炉。因此，高炉风口应当具有传导性好、冷却均匀、冷却效率高、组织致密、耐磨性好等特点。其通常安装于炉腹与炉底之间的炉墙中，前段有500mm伸入炉内，直接受到液态渣铁的热冲蚀和掉落热料的严重磨损，容易失效，若频繁更换风口导致高炉休风，则导致高炉低产。

高炉风口的使用环境极端恶劣，不但要承受约1500℃以上的高温，还要承受高温铁流的冲刷和炉料、炉渣的磨损，高炉风口承受高温、腐蚀、热疲劳、磨粒冲蚀(风速＞150米/秒且含煤粉)等恶劣环境，因此使用寿命较短。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种设有富氧喷煤风口的高炉，通过风口设置的三层循环冷却的循环***，形成了中套水冷冷却，小套风冷冷却，中心位置的吹管外侧再水冷冷却的冷却结构，实现了高炉风口能够耐高温、耐热疲劳、克服磨粒冲蚀，延长了使用寿命的目的。

为实现上述发明目的，本发明提供的一种设有富氧喷煤风口的高炉，包括从上至下顺序设置的炉罩、炉身、炉腹和炉缸，所述炉身上设有煤气喷嘴，所述炉缸上设有出渣口，所述炉腹和炉缸之间的高炉风口，所述高炉风口包括设置在炉腹炉壁上的大套，所述大套内套装有中套，所述中套内套装有小套，所述小套的中心位置设有吹管，所述中套内部设有第一水套；

所述吹管外侧套装有降温器，所述降温器的内腔充满冷却水且侧壁上设有若干均匀排列的翅片；

所述小套和降温器外壁之间设有盘管，所述盘管内充满常温的空气。

进一步的，所述翅片与内腔侧壁之间设有倾斜的夹角，所述夹角范围为15°～90°。

进一步的，所述夹角范围为30°～60°。

进一步的，所述夹角数值为30°、45°、50°或60°。

进一步的，所述盘管包括直径由大逐渐变小的前盘管和后盘管。

进一步的，所述前盘管和后盘管的直径比为3：1。

进一步的，所述第一水套设有三个截面为矩形孔，三个所述矩形孔的截面面积按照由小到大的顺序排列。

进一步的，所述大套的法兰内设有第二水套。

进一步的，所述第二水套的截面为矩形或圆形。

本发明还提供了一种如上所述设有富氧喷煤风口的高炉熔炼工艺，所述熔炼工艺包括使用富氧喷煤风口的步骤；

步骤1)打开炉罩，将合适比例的铁矿石和炉料混合物送入炉身，然后关闭炉罩；

步骤2)开通循环水冷却设备，冷却水分别进入降温器的内腔和中套内部的第一水套，对中套和小套内的降温器实现水冷循环；

步骤3)开通循环的风冷设备，气泵将冷风从降温器的入口进入到内腔，吸收完热量后，再从降温器的出口流出，通过冷风对小套和降温器外壁之间的盘管进行风冷的冷却循环，以达到降低小套内部温度的目的，形成了先对中套进行水冷冷却，然后对小套内进行风冷冷却，再实现在中心位置的吹管外侧再进行水冷冷却的目的，形成了水冷、风冷、水冷三层循环冷却的冷却；

步骤4)富氧喷嘴和煤粉喷嘴同时打开后，进行点火，使送入的煤气、富氧的氧气和煤粉燃烧；

步骤5)使炉身内铁矿石和炉料混合物料温度达到900-1100℃，对铁矿石进行还原；

步骤6)还原完成后，择时打开出铁口，放出经过还原的铁水。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明延长了风口的使用寿命，提高了熔炼的劳动效率；

2、本发明还合理使用了风冷的结构，节约了水资源；

3、本发明改变了风口的常规结构，减少了更换风口的频率，减轻了工人的劳动强度。

附图说明

图1是本发明设有富氧喷煤风口的高炉的整体结构图；

图2是实施例1的结构剖视图；

图3是实施例2的结构剖视图。

附图标记

图中，1—出渣口；2—炉缸；3—风口；30—内腔；31—翅片；32—吹管；33—前盘管；34—法兰；35—大套；36—第一水套；37—中套；38—后盘管；39—小套；310—防护体；312—收缩口；313—降温器；314—第二水套；4—炉腹；5—煤气喷嘴；6—炉身；7—炉罩。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明一种加设有富氧喷煤风口的高炉具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围；有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。

实施例1

如图1-2所示，本发明一种设有富氧喷煤风口的高炉，包括从上至下按照顺序设置的炉罩7、炉身6、炉腹4和炉缸2，炉身6上设有煤气喷嘴5，炉缸2上设有出渣口1，所述炉腹4和炉缸2之间的高炉风口3，高炉风口3选用纯度高的紫铜材料制成，高炉风口3具体结构包括设置在炉腹4炉壁上的大套35，大套35内套设有中套37，中套37内套设有小套39，小套39的中心位置设有吹管32，中套37内部设有第一水套36；吹管32外侧套装有降温器313，降温器313为一个小套39结构相似的设有内腔30的结构，腔体30前端设有逐渐收缩的收缩口12，收缩口312前端设有T结构的防护体310，T结构的防护体310起到保护吹管32的不被铁水冲蚀和耐热疲劳作用，提高，降温器313的内腔30充满冷却水且侧壁上设有若干均匀排列的翅片31，翅片31与内腔30侧壁之间设有倾斜的夹角，夹角范围为0°～90°，优选的范围为15°～90°。进一步的，夹角数值范围优选为30°～60°之间，夹角数值更优选为30°、45°、50°或60°。本实施例中，夹角数值为30°。由于内腔30设有夹角的翅片31，在内腔30内循环的冷却水能够在更好的吸收小套39前面端部的热量，起到了提高小套39使用寿命的作用。

优选的技术方案，小套39和降温器313外壁之间设有盘管，盘管内充满常温的空气，气泵将进入小套39内的空气进行循环，起到降低小套39内部温度的作用，为了达到均匀受热冷却的冷却效果，盘管包括直径由大逐渐变小的前盘管33和后盘管38，前盘管33和后盘管38的直径变换结构与小套39直径逐渐变细的结构相互对应设置，前盘管33的粗结构与小套39的粗结构相对应，后盘管38的细结构与小套39的细结构相对应，起到均匀吸热与放热的作用。本实施例中，优选的技术方案是，前盘管33和后盘管38的直径比选用为3：1，用来起到小套39内部温度均匀的作用。

本实施例中，优选的技术方案是，第一水套36还设有三个截面为矩形孔的结构，三个矩形孔的截面面积按照由小到大的顺序排列，起到中套38内部温度均匀吸热和放热的作用。

本发明还提供了一种使用设有富氧喷煤风口的高炉熔炼工艺，所述熔炼工艺包括使用富氧喷煤风口的步骤：

步骤1)打开炉钟罩7，将合适比例的铁矿石和炉料混合物送入炉身6，然后关闭炉钟罩7；

步骤2)开通循环水冷却设备，冷却水分别进入降温器313的内腔30和中套37内部的第一水套36，对中套37和小套内的降温器313实现水冷循环；

步骤3)开通循环的风冷设备，气泵将冷风从降温器313的入口进入到内腔30，吸收完热量后，再从降温器313的出口流出，通过冷风对小套39和降温器313外壁之间的盘管进行风冷的冷却循环，以达到降低小套39内部温度的目的，形成了先对中套37进行水冷冷却，然后对小套39内进行风冷冷却，再实现在中心位置的吹管32外侧再进行水冷冷却的目的，形成了水冷、风冷、水冷三层循环冷却的冷却，由于增加风冷结构，起到节约炼钢冷却水的目的，实现了节约用水的效果；

步骤4)富氧喷嘴和煤粉喷嘴同时打开后，进行点火，使送入的煤气、富氧的氧气和煤粉燃烧；

步骤5)使物炉身6内铁矿石和炉料混合物料温度达到900-1100℃，对铁矿石进行还原；

步骤6)还原完成后，择时打开出铁口，放出经过还原的铁水。

实施例2

如图3所示，本实施例在实施例1的基础上进行了进一步改进，区别在于：本发明提供的一种设有富氧喷煤风口的高炉，为了解决法兰盘是最容易聚集热量，容易造成热量过高，出现故障隐患的问题。本发明在大套35的法兰内设有第二水套314，第二水套314与冷却水***连通，用来将最容易聚集热量的法兰盘快速降温，实现保护大套35提高风口使用效率，延长风口使用寿命的目的。优选的技术方案，第二水套314的截面为矩形或圆形结构。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种设有富氧喷煤风口的高炉，包括从上至下顺序设置的炉罩(7)、炉身(6)、炉腹(4)和炉缸(2)，所述炉身(6)上设有煤气喷嘴(5)，所述炉缸(2)上设有出渣口(1)，所述炉腹(4)和炉缸(2)之间设有高炉风口(3)，其特征在于，所述高炉风口(3)包括设置在炉腹(4)炉壁上的大套(35)，所述大套(35)内套装有中套(37)，所述中套(37)内套装有小套(39)，所述小套(39)的中心位置设有吹管(32)，所述中套(37)内部设有第一水套(36)；

所述吹管(32)外侧套装有降温器(313)，所述降温器(313)的内腔(30)充满冷却水且侧壁上设有若干均匀排列的翅片(31)；

所述小套(39)和降温器(313)外壁之间设有盘管，所述盘管内充满常温的空气。

2.如权利要求1所述设有富氧喷煤风口的高炉，其特征在于，所述翅片(31)与内腔(30)侧壁之间设有倾斜的夹角，所述夹角范围为15°～90°。

3.如权利要求2所述设有富氧喷煤风口的高炉，其特征在于，所述夹角范围为30°～60°。

4.如权利要求3所述设有富氧喷煤风口的高炉，其特征在于，所述夹角数值为30°、45°、50°或60°。

5.如权利要求1所述设有富氧喷煤风口的高炉，其特征在于，所述盘管包括直径由大逐渐变小的前盘管(33)和后盘管(38)。

6.如权利要求5所述设有富氧喷煤风口的高炉，其特征在于，所述前盘管(33)和后盘管(38)的直径比为3：1。

7.如权利要求1所述设有富氧喷煤风口的高炉，其特征在于，所述第一水套(36)设有三个截面为矩形孔，三个所述矩形孔的截面面积按照由小到大的顺序排列。

8.如权利要求1所述设有富氧喷煤风口的高炉，其特征在于，所述大套(35)的法兰内设有第二水套(314)。

9.如权利要求8所述设有富氧喷煤风口的高炉，其特征在于，所述第二水套(314)的截面为矩形或圆形。

10.一种权利要求1所述设有富氧喷煤风口的高炉的熔炼工艺，其特征在于，所述熔炼工艺包括使用富氧喷煤风口的步骤，

步骤1)打开炉罩(7)，将合适比例的铁矿石和炉料混合物送入炉身(6)，然后关闭炉罩(7)；

步骤2)开通循环水冷却设备，冷却水分别进入降温器(313)的内腔(30)和中套(37)内部的第一水套(36)，对中套(37)和小套内的降温器(313)实现水冷循环；

步骤3)开通循环的风冷设备，气泵将冷风从降温器(313)的入口进入到内腔(30)，吸收完热量后，再从降温器(313)的出口流出，通过冷风对小套(39)和降温器(313)外壁之间的盘管进行风冷的冷却循环，以达到降低小套(39)内部温度的目的，形成了先对中套(37)进行水冷冷却，然后对小套(39)内进行风冷冷却，再实现在中心位置的吹管(32)外侧再进行水冷冷却的目的，形成了水冷、风冷、水冷三层循环冷却的冷却；

步骤4)富氧喷嘴和煤粉喷嘴同时打开后，进行点火，使送入的煤气、富氧的氧气和煤粉燃烧；

步骤5)使炉身(6)内铁矿石和炉料混合物料温度达到900-1100℃，对铁矿石进行还原；

步骤6)还原完成后，择时打开出铁口，放出经过还原的铁水。

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