專利名稱：一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風口的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風口。
背景技術：
熔融還原煉鐵爐簡稱COREX爐，熔融還原煉鐵是一種非高爐煉鐵工藝，COREX爐具有流程短、污染低等優勢，是對傳統高爐煉鐵技術的一次革命。該技術是世界鋼鐵工業的前沿高新技術，是一種用煤和礦生產熱鐵水的新工藝，不使用焦煤，能避免因焦煤資源日趨稀缺造成的高爐煉鐵成本的大幅上升，在環保方面也具有明顯優勢，屬清潔生產工藝，能進行能源的綜合循環利用。COREX爐使用純氧鼓風，使用塊煤作為燃料，爐內溫度超過2000攝氏度以上。純氧通過設置于爐體的多個吹氧風口送入爐內，通常吹氧風口為一圓臺形外殼，圓臺形外殼中心設有吹氧直管，垂直隔板將圓臺形外殼分隔為前腔和后腔，前腔通過環形隔板分隔為連通的內腔和外腔，后腔端面設有后腔進水口、后腔出水口、前腔進水管和前腔出水管，前腔進水管連接前腔的內腔，前腔出水管連接前腔的外腔；吹氧風口的后腔部位設置于爐壁內，吹氧風口的前腔部位伸出爐壁位于爐體內，純氧經吹氧管送入爐體內；一路冷卻水經后腔進水口流入吹氧風口后腔至后腔出水口流出，用于冷卻吹氧風口的后腔；另一路冷卻水經前腔進水管流入內腔、外腔后經前腔出水管流出，用于冷卻吹氧風口的前腔；實際使用時，純氧經吹氧管吹出后會在吹氧管出口處形成負壓區，爐內的高溫爐氣裹攜粉塵高速回旋補充至該負壓區，產生高溫沖刷氧化腐蝕吹氧風口前端，導致吹氧管出口和吹氧風口前腔燒損，前腔的冷卻水泄漏，此時只能關斷前腔進水管，廢棄該吹氧風口的使用，嚴重影響了 COREX爐的正常運行；制約了 COREX爐的產能。為提高吹氧風口的使用壽命，避免吹氧風口燒損，對吹氧風口結構進行了改進，其主要在吹氧風口前端的吹氧直管周邊設置一凹口，該凹口形成擾流屏蔽罩，改變周圍高溫還原性氣體的流場分布，使高溫回旋氣體的流場范圍擴大，能夠顯著降低氣體流速，避免高溫回旋氣流對吹氧風口的直接高溫沖刷，并將主要燃燒過程延伸到了擾流屏蔽罩區域，提高了吹氧風口的使用壽命。但這一結構改進難以避免吹氧風口前端擾流屏蔽罩在高溫、氣流作用下的燒損，燒損后的擾流屏蔽罩前端口徑變大，降低了對吹氧風口的主氧射流的保護，影響了氧氣的輸送，同時，增加了爐內回旋氣體對擾流屏蔽罩內區域的滲入，進一步造成吹氧風口的損傷。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風口，本吹氧風口有效提高了使用壽命，在將燃燒區域移至擾流屏蔽罩外的同時，有效提高氧氣射流速度，大幅減少了 COREX爐的故障率，保證了 COREX爐的正常運行。為解決上述技術問題，本發明熔融還原煉鐵爐的吹氧風口包括圓臺形外殼、吹氧直管、垂直隔板、環形隔板、后腔進水口、后腔出水口、前腔進水管和前腔出水管，所述吹氧直管設于所述圓臺形外殼中心，所述垂直隔板垂直所述圓臺形外殼軸向設于圓臺形外殼內并將圓臺形外殼分隔為前腔和后腔，所述環形隔板平行所述圓臺形外殼軸向設于所述前腔內并將前腔分隔為連通的內腔和外腔，所述后腔進水口、后腔出水口、前腔進水管和前腔出水管設于所述后腔端面，所述后腔進水口和后腔出水口連通所述后腔，所述前腔進水管連通所述內腔，所述前腔出水管連通所述外腔，所述前腔端面沿所述吹氧直管中心設有凹口， 所述凹口連通所述吹氧直管；本吹氧風口還包括進氣管和環形套，所述進氣管設于所述后腔端面并位于后腔內，所述環形套套于所述吹氧直管中部外壁并之間存有空腔，所述空腔兩端密封，所述進氣管位于所述后腔內的一端連通所述環形套與吹氧直管外壁間的空腔， 所述吹氧直管前段管壁沿軸向間隔開有若干通孔，所述若干通孔連通所述空腔和凹口。進一步，依據所述吹氧直管的孔徑大小及管壁厚薄，上述的若干通孔可以是8-18 個，通孔的孔徑可以是3-10mm。由于本發明熔融還原煉鐵爐的吹氧風口采用了上述技術方案，即吹氧直管設于圓臺形外殼中心，通過垂直隔板將圓臺形外殼分隔為前腔和后腔，通過設于前腔的環形隔板將前腔分隔為連通的內腔和外腔，前腔的端面沿吹氧直管中心設有凹口，后腔進水口、后腔出水口、前腔進水管和前腔出水管設于后腔端面并分別連通后腔及內腔與外腔，進氣管設于后腔端面并位于后腔內，環形套套于吹氧直管中部外壁并之間存有空腔，空腔兩端密封， 進氣管位于后腔內的一端連通環形套與吹氧直管外壁間的空腔，吹氧直管前段管壁沿軸向間隔開有若干通孔，若干通孔連通所述空腔和凹口。本吹氧風口有效提高了使用壽命，在將燃燒區域移至擾流屏蔽罩外的同時，有效提高氧氣射流速度，大幅減少了 COREX爐的故障率，保證了 COREX爐的正常運行。
下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明圖1為本發明一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風口的結構示意圖，圖2為圖1的A向視圖，圖3為圖2的B-B向視圖，圖4為圖2的C-C向視圖，圖5為圖3的D-D向視圖。
具體實施例方式如圖1至圖5所示，本發明一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風口包括圓臺形外殼1、吹氧直管2、垂直隔板14、環形隔板15、后腔進水口 5、后腔出水口 6、前腔進水管3和前腔出水管4，所述吹氧直管2設于所述圓臺形外殼1中心，所述垂直隔板14垂直所述圓臺形外殼1 軸向設于圓臺形外殼1內并將圓臺形外殼1分隔為前腔和后腔11，所述環形隔板15平行所述圓臺形外殼1軸向設于所述前腔內并將前腔分隔為連通的內腔12和外腔13，所述后腔進水口 5、后腔出水口 6、前腔進水管3和前腔出水管4設于所述后腔11端面，所述后腔進水口 5和后腔出水口 6連通所述后腔11，所述前腔進水管3連通所述內腔12，所述前腔出水管4連通所述外腔13，所述前腔端面沿所述吹氧直管2中心設有凹口 8，所述凹口 8連通所述吹氧直管2 ；本吹氧風口還包括進氣管7和環形套9，所述進氣管7設于所述后腔11端面并位于后腔11內，所述環形套9套于所述吹氧直管2中部外壁并之間存有空腔91，所述
4空腔91兩端密封，所述進氣管7位于所述后腔11內的一端連通所述環形套9與吹氧直管 2的外壁間的空腔91，所述吹氧直管2前段管壁21沿軸向間隔開有若干通孔22，所述若干通孔22連通所述空腔91和凹口 8。進一步，依據所述吹氧直管的孔徑大小及管壁厚薄，上述的若干通孔22可以是 8-18個，通孔22的孔徑可以是3-10mm。本吹氧風口主體采用導熱性能良好的銅質材料制作，在吹氧風口前端設置的凹口形成擾流屏蔽罩，以改變周圍高溫還原性氣體的流場分布，使高溫回旋氣體的流場范圍擴大，能夠顯著降低氣體流速，避免高溫回旋氣流對吹氧風口的直接高溫沖刷，阻止并降低進入吹氧風口附近的擾流氣體溫度和流速；同時，通過進氣管、環形套和在吹氧直管壁開設的若干通孔構成氧氣射流保護系統，進氣管接入一定壓力的保護氣體，如氮氣或空氣，保護氣體經空腔從若干通孔噴射出來，在擾流屏蔽罩內部環繞氧氣噴口周圍形成一圈保護氣體環，該保護氣體環形成對氧氣射流的氣體包圍圈，減輕周圍氣體對氧氣射流的干擾，提高吹氧氣流的射速，還可防止擾流屏蔽罩區域外部可燃性氣體的滲入造成氧氣射流速度的急劇下降，便于形成穩態射流后再進入爐內，從而將燃燒過程延伸到擾流屏蔽罩以外區域，從若干通孔噴射的保護氣體可以起到提高氧氣射流速度和冷卻吹氧風口前端擾流屏蔽罩的雙重作用，大大提高了吹氧風口的使用壽命和效能。本吹氧風口采用一體化集束式結構設計，結構緊湊，制作方便；前端凹口形成的擾流屏蔽罩，能夠改變高溫氣體的流場分布，避免高溫氣流對吹氧風口前端的直接高溫沖刷氧化侵蝕；保護氣體經若干通孔噴射形成氧氣射流的保護環，減小了周圍環境氣流阻力，提高了氧氣射流的射速，改善了吹氧風口的使用效能；同時由于保護氣體的存在，阻止了外部可燃性氣體的滲入，從而將主要燃燒過程延伸到了屏蔽罩區域以外，避免了該部位的高溫燒損；吹氧前端出口為直管結構，在氧氣壓力較高時可以采用Laval結構，實現超音速噴氧。本吹氧風口布置在熔融還原爐爐墻周圍，吹氧風口在距鐵水液面800 1400mm的位置進行吹氧，吹氧直管出口直徑為20 35mm，氧氣壓力為0. 30 1. 6MPa，氧氣流量為 1000 5000Nm7h，保護氣體壓力0. 30 1. OMPa，保護氣體流量為500 3000Nm7h，冷卻水壓力為0. 3 1. 6MPa，冷卻水流量為10 60m7h。
權利要求
1.一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風口，包括圓臺形外殼、吹氧直管、垂直隔板、環形隔板、 后腔進水口、后腔出水口、前腔進水管和前腔出水管，所述吹氧直管設于所述圓臺形外殼中心，所述垂直隔板垂直所述圓臺形外殼軸向設于圓臺形外殼內并將圓臺形外殼分隔為前腔和后腔，所述環形隔板平行所述圓臺形外殼軸向設于所述前腔內并將前腔分隔為連通的內腔和外腔，所述后腔進水口、后腔出水口、前腔進水管和前腔出水管設于所述后腔端面，所述后腔進水口和后腔出水口連通所述后腔，所述前腔進水管連通所述內腔，所述前腔出水管連通所述外腔，所述前腔端面沿所述吹氧直管中心設有凹口，所述凹口連通所述吹氧直管，其特征在于還包括進氣管和環形套，所述進氣管設于所述后腔端面并位于后腔內，所述環形套套于所述吹氧直管中部外壁并之間存有空腔，所述空腔兩端密封，所述進氣管位于所述后腔內的一端連通所述環形套與吹氧直管外壁間的空腔，所述吹氧直管前段管壁沿軸向間隔開有若干通孔，所述若干通孔連通所述空腔和凹口。
2.根據權利要求1所述的熔融還原煉鐵爐的吹氧風口，其特征在于所述若干通孔是 8-18個，所述通孔的孔徑是3-10mm。
全文摘要
本發明公開了一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風口，即吹氧直管設于圓臺形外殼中心，通過垂直隔板將圓臺形外殼分隔為前腔和后腔，通過設于前腔的環形隔板將前腔分隔為連通的內腔和外腔，前腔的端面沿吹氧直管中心設有凹口，后腔進水口、后腔出水口、前腔進水管和前腔出水管設于后腔端面并分別連通后腔及內腔與外腔，進氣管設于后腔端面并位于后腔內，環形套套于吹氧直管中部外壁并之間存有空腔，空腔兩端密封，進氣管位于后腔內的一端連通空腔，吹氧直管前段管壁沿軸向間隔開有若干通孔，若干通孔連通空腔和凹口。本吹氧風口有效提高了使用壽命，在將燃燒區域移至凹口外的同時，有效提高氧氣射流速度，大幅減少了COREX爐的故障率，保證了COREX爐的正常運行。
文檔編號F27D3/16GK102288038SQ20101020221
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月17日 優先權日2010年6月17日
發明者傅衛, 徐建明, 畢剛, 王鵬, 陳雄偉 申請人:上海寶鋼設備檢修有限公司