熔融還原煉鐵爐的吹氧風口的製作方法
2023-05-11 08:48:41
專利名稱：熔融還原煉鐵爐的吹氧風口的製作方法
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、汙染低等優勢，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。純氧通過設置於爐體的多個吹氧風口送入爐內，通常吹氧風口為一圓臺外殼， 圓臺外殼中心設有吹氧直管，垂直隔板將圓臺外殼分隔為前腔和後腔，前腔通過環形隔板分隔為連通的內腔和外腔，後腔端面設有後腔進水口、後腔出水口、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；吹氧風口的後腔部位設置於爐壁內，吹氧風口的前腔部位伸出爐壁位於爐體內，純氧經吹氧管送入爐體內；一路冷卻水經後腔進水口流入吹氧風口後腔至後腔出水口流出，用於冷卻吹氧風口的後腔；另一路冷卻水經前腔進水管流入內腔、外腔後經前腔出水管流出，用於冷卻吹氧風口的前腔；實際使用時，純氧經吹氧管吹出後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迴旋補充至該負壓區，產生高溫衝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，前腔的冷卻水洩漏，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，目前一般採用提高冷卻水壓力和流速流量，以圖得到較好的冷卻效果，並在COREX爐的操作上採用控制鼓風速度，優化布料，使各吹氧風口工作均勻；使用合適塊度的塊煤，保持合適的焦比，活躍爐缸，改善半焦床透氣性和透液性，減少高溫煤氣回流的影響，同時，強化爐前出渣鐵管理，出盡渣鐵等工藝方法，來儘量延長吹氧風口使用壽命，但這些措施都沒有達到預期的實際效果，吹氧風口的損壞仍是制約生產正常進行的首要因素。
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，本發明克服了傳統吹氧風口的缺陷，提高了吹氧風口的使用壽命，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、後腔進水口、後腔出水口、前腔進水管和前腔出水管，所述吹氧直管設於所述圓臺外殼中心，所述垂直隔板垂直所述圓臺外殼軸向設於圓臺外殼內並將圓臺外殼分隔為前腔和後腔，所述環形隔板平行所述圓臺外殼軸向設於所述前腔內並將前腔分隔為連通的內腔和外腔，所述後腔進水口、後腔出水口、前腔進水管和前腔出水管設於所
3述後腔端面，所述後腔進水口和後腔出水口連通所述後腔，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。上述的凹口形狀可採用圓柱形或小角度倒圓臺形。為進一步提高吹氧風口前腔的冷卻效果，本吹氧風口還包括第一螺旋形隔板和第二螺旋形隔板，所述第一螺旋形隔板設於所述環形隔板的外側面並位於所述外腔內，所述所述第二螺旋形隔板設於所述環形隔板的內側面並位於所述內腔內。由於本發明熔融還原煉鐵爐的吹氧風口採用了上述技術方案，即本吹氧風口為一圓臺形外殼，圓臺形外殼中心設有吹氧直管，垂直隔板將圓臺外殼分隔為前腔和後腔，前腔通過環形隔板分隔為連通的內腔和外腔，後腔端面設有後腔進水口、後腔出水口、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，前腔端面沿所述吹氧直管中心設有凹口，凹口連通吹氧直管。本發明克服了傳統吹氧風口的缺陷，提高了吹氧風口的使用壽命，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為本發明熔融還原煉鐵爐的吹氧風口的外形示意圖，圖2為本發明熔融還原煉鐵爐的吹氧風口後端面的結構示意圖，圖3為圖2的A-A向剖面圖，圖4為本吹氧風口中環形隔板和第一螺旋形隔板的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1至圖3所示，本發明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7、環形隔板8、後腔進水口 5、後腔出水口 6、前腔進水管3和前腔出水管4， 所述吹氧直管2設於所述圓臺外殼1中心，所述垂直隔板7垂直所述圓臺外殼1軸向設於圓臺外殼1內並將圓臺外殼1分隔為前腔12和後腔11，所述環形隔板8平行所述圓臺外殼1軸向設於所述前腔12內並將前腔12分隔為連通的內腔14和外腔13，所述後腔進水口 5、後腔出水口 6、前腔進水管3和前腔出水管4設於所述後腔11端面，所述後腔進水口 5和後腔出水口 6連通所述後腔11，所述前腔進水管3連通所述內腔14，所述前腔出水管4 連通所述外腔13，所述前腔12端面沿所述吹氧直管2中心設有凹口 9，所述凹口 9連通所述吹氧直管2。上述的凹口 9形狀可採用圓柱形或小角度倒圓臺形。如圖3和圖4所示，為進一步提高吹氧風口前腔的冷卻效果，本吹氧風口還包括第一螺旋形隔板81和第二螺旋形隔板82，所述第一螺旋形隔板81設於所述環形隔板8的外側面並位於所述外腔13內，所述所述第二螺旋形隔板82設於所述環形隔板8的內側面並位於所述內腔14內。內腔14的冷卻水經第二螺旋隔板82後流至外腔13的第一螺旋隔板 81，增加了前腔12內水冷通道的距離，提高了水流速度，能夠有效增強冷卻水的熱交換率， 顯著地減輕整個吹氧風口的熱負荷，得到良好的冷卻效果。本吹氧風口前端面設置的凹口克服了傳統吹氧風口氣體動力結構的缺陷，該凹口形成一擾流屏蔽罩，改變了周圍高溫爐氣的流場分布，使高溫迴旋氣體的流場範圍擴大，能夠顯著降低爐氣流速，避免高溫迴旋爐氣對吹氧風口的直接高溫衝刷，能使進入吹氧風口附近的擾流氣體溫度降低、流速逐漸減慢，減輕對噴射氧氣流的幹擾，提高吹氧氣流的射速，純氧射流從吹氧直管噴出後，在擾流屏蔽罩區域形成靠近吹氧直管噴口表面的環流屏蔽保護區，可防止周圍爐內氣體直接吸入吹氧直管的噴口，造成吹氧直管損傷，同時還可防止周圍氣體高速混入純氧射流中，造成純氧射流速度急劇下降，形成穩態射流後再進入爐內，將純氧的主要燃燒過程延伸到了擾流屏蔽罩區域以外，避免吹氧風口被燒損，因而，既提高了純氧射流的速度又起到了保護吹氧風口的功效，有效提高了吹氧風口的使用壽命， 大幅減少了 COREX爐的故障率，保證了 COREX爐的正常運行，取得較高的經濟效益。
本吹氧風口前端面設置的凹口形成的擾流屏蔽罩除採用銅製水冷結構外，還可採用其它耐熱金屬材料或在吹氧直管出口前端鑲嵌耐高溫陶瓷套管結構，結構簡單，降低製作成本。
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、後腔進水口、後腔出水口、前腔進水管和前腔出水管，所述吹氧直管設於所述圓臺外殼中心，所述垂直隔板垂直所述圓臺外殼軸向設於圓臺外殼內並將圓臺外殼分隔為前腔和後腔，所述環形隔板平行所述圓臺外殼軸向設於所述前腔內並將前腔分隔為連通的內腔和外腔，所述後腔進水口、後腔出水口、前腔進水管和前腔出水管設於所述後腔端面，所述後腔進水口和後腔出水口連通所述後腔，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，其特徵在於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。
2.根據權利要求1所述的熔融還原煉鐵爐的吹氧風口，其特徵在於所述凹口形狀是圓柱形或小角度倒圓臺形。
3.根據權利要求1所述的熔融還原煉鐵爐的吹氧風口，其特徵在於本吹氧風口還包括第一螺旋形隔板和第二螺旋形隔板，所述第一螺旋形隔板設於所述環形隔板的外側面並位於所述外腔內，所述第二螺旋形隔板設於所述環形隔板的內側面並位於所述內腔內。
全文摘要
本發明公開了一種熔融還原煉鐵爐的吹氧風口，本吹氧風口為一圓臺形外殼，圓臺形外殼中心設有吹氧直管，垂直隔板將圓臺外殼分隔為前腔和後腔，前腔通過環形隔板分隔為連通的內腔和外腔，後腔端面設有後腔進水口、後腔出水口、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，前腔端面沿所述吹氧直管中心設有凹口，凹口連通吹氧直管。本發明克服了傳統吹氧風口的缺陷，提高了吹氧風口的使用壽命，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C21B11/00GK102242233SQ20101017293
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月13日 優先權日2010年5月13日
發明者傅衛, 徐建明, 畢剛, 陳雄偉 申請人:上海寶鋼設備檢修有限公司