高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍的製作方法

2023-10-17 12:10:29 3

專利名稱：高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種強化冶煉用的粉煤燃燒裝置，尤其涉及一種高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍的燃燒裝置。
近年來以煤粉氧氣混合燃燒的火焰作為第二熱源強化冶煉過程的技術已得到廣泛的應用，取得了明顯的經濟效益，現有的煤粉火焰噴槍雖已解決了點火難、火焰動量小剛性差的問題，但粉煤量受到限制即粉煤燃燒強度低，向被加熱體的供熱強度低。
本實用新型的目的在於改進現有煤粉火焰噴槍的結構，設計一種高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍，以增加煤粉量時，煤粉和氧混合仍能燃燒完全，從而使粉煤燃燒強度高，產生高溫高速火焰，向被加熱體供熱強度高而實現高效率的強化冶煉。
本實用新型的目的是這樣實現的，將現有的雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍的雙氧流採用較高的壓力(0.15～0.6MPa)，以使在粉煤量加大時，有較多的氧氣流與之混合，另外在二次氧氣噴管上設有至少一個帶有多個補充供給氧氣的出氣孔，以使加大的煤粉，能在內混燃燒室與更多的氧氣充分混合燃燒，使燃燒強度大大提高而達到強化冶煉的目的。
下面以實施例和附圖進一步對本實用新型的結構進行敘述。


圖1為本實用新型實施例1的結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖。
由圖示可見，高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍包括有一級點火燃燒噴咀，混合燃燒室(8)、出口噴咀(7)、高速水冷卻器，一級點火燃燒噴咀由一次輸氧管(11)、輸氧管(11)中心的輸送煤粉噴管(1)、套於噴管(1)上且置於該噴管出口處的旋流裝置(4)、和置於輸氧管(11)內的點火裝置(9)、及裝於混合燃燒室內煤粉噴管(1)出口處的穩焰器(5)所組成，一級點火噴咀的出口端至噴槍出口端是混合燃燒室(8)，一次輸氧管(11)外套以高速水冷卻器的冷卻水進水管(2)，進水管(2)外套以二次氧噴管(10)，此噴管(10)外又套以高速水冷卻器的出水管(3)，其特徵在於輸入氧氣的壓力較高為0.15～0.6Mpa，在二次氧噴管(10)上沿軸線方向至少設有一個帶有至少二個通氧氣的補充孔(6)的截面，燃燒室(8)長度不小於3倍噴槍出口的直徑。
上述結構中燃燒室的長度可根據不同的工況需要而定，但最少不能小於3倍噴槍出口的直徑，因為只有保持一定的長度才能使在一級點火燃燒噴咀不完全燃燒部分能得以與二次氧再次均勻混合燃燒，從而使噴槍出口的火焰剛性強、速度高、火焰溫度高，供熱強度大從而使冶煉更為強化。
圖1所示，混合燃燒室(8)為呈近似橢球形的噴槍，它的始端為擴散形狀，然後圓柱形過渡後又為漸縮管一直至末端，此末端與擴張型的噴槍出口相接。這樣結構的噴槍，其混合燃燒室符合煤、氧兩相流出流擴張及加熱膨脹的特性，能提高旋流器與穩焰器的功用，有利於穩定燃燒；而當其末端的收縮與噴槍出口的擴張管的組合，則構成超音速的拉互爾噴孔，使噴出火焰速度高、剛性強。
圖2所示為混合燃燒室呈梨形的噴槍，其入口端為柱形，而其接近出口端為漸縮管，此漸縮管與噴槍的出口管相接，當出口管為擴張型時，其出口流速可達到音速。上述兩實施例中梨形混合燃燒室結構較橢球形混合燃燒室製作方便，省工。在上述實施例中噴槍出口擴散管的擴散角α為5～30°。
在實施例中為了使二次氧充分補充供給，一般在二次氧噴管上沿軸線方向設有3～5個其上開有6～8個通孔的截面。這些通孔輸入的氧氣氣流與噴槍軸線的夾角為0～90°。此種結構使二次氧可根據爐內燃燒狀況進行調節，以使燃燒完全、氧氣利用率高，從而使本噴槍實現了噴出火焰速度快、溫度高、供熱強度大的目的。
此外，在實施例1、2中所述的點火裝置可用電子脈衝乙炔氣咀點火器或電子脈衝燃燒油霧化咀點火器，使點火容易，燃燒均勻。
綜上所述，本煤粉火焰噴槍煤粉燃燒量大，熱強度高可用於電爐直接加熱熔化冷料，單獨完成「煤氧電爐」的熔化期，還可用作電爐開新爐烘烤爐襯，和用於電爐等冶煉設備助熔廢鋼。本噴槍高溫火焰可調節氧化和還原氧氛、又具有較大的動量，因此它是一種高強度、高效率的節能裝置。
權利要求1.一種高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍，包括有一級點火燃燒噴咀，混合燃燒室(8)、出口噴咀(7)、高速水冷卻器、一級點火燃燒噴咀由一次輸氧管(11)、輸氧管(11)中心的輸送煤粉噴管(1)、套於噴管(1)上且置於該噴管出口處的旋流裝置(4)、和置於輸氧管(11)內的點火裝置(9)、及裝於混合燃燒室內煤粉噴管(1)出口處的穩焰器(5)所組成，一級點火噴咀的出口端至噴槍出口端是混合燃燒室(8)，一次輸氧管(11)外套以高速水冷卻器的冷卻水進水管(2)，進水管(2)外套以二次氧噴管(10)，此噴管(10)外又套以高速水冷卻器的出水管(3)，其特徵在於輸入氧氣的壓力較高為0.15～0.6Mpa，在二次氧噴管(10)上沿軸線方向至少設有一個帶有至少二個通氧氣的補充孔(6)的截面，燃燒室(8)長度不小於3倍噴槍出口的直徑。
2.按權利要求1所述的高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍，其特徵在於點火裝置為電子脈衝燃氣噴咀或電子脈衝燃油霧化噴咀。
3.按權利要求1所述的高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍，其特徵在於在二次氧噴管上沿軸線方向有3～5個其上開有6～8個氧氣補充供給輸入口(6)的截面，該多個輸入口氣流與噴槍軸線夾角0～90°。
4.按權利要求1所述的高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍，其特徵在於所述的噴槍出口(7)為擴張型α＝5～30°。
5.按權利要求1或4所述的高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍，其特徵在於混合燃燒室(8)為呈近似橢球形的噴槍，它的始端為擴散形狀，然後圓柱形過渡後又為漸縮管一直至末端，此末端與擴張型的噴槍出口相接。
6.按權利要求1或4所述的高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍，其特徵在於混合燃燒室呈梨形的噴槍，其入口端為柱形，而其接近出口端為漸縮管，此漸縮管與噴槍的出口相接。
專利摘要一種高壓雙氧流內燃式煤粉火焰噴槍由一級點火燃燒噴嘴、二次混合燃燒室(8)、出口噴嘴(7)、及進、出水管(2)、(3)組成的高速水冷卻器所組成，一級點火燃燒噴嘴由一次輸氧管(11)、煤粉噴管(1)、旋流裝置(4)和點火裝置(9)以及穩焰器(5)所組成，其特徵在於輸入氧氣的壓力應為不小於0.15MPa，在二次氧噴管(10)上沿軸線方向至少設有一個帶有至少二個通氧氣的補充孔的截面，燃燒室(8)長度不小於3倍噴嘴出口的直徑。本噴槍流速高，火焰溫度高、剛性大，供熱強度大是冶煉中一種高效高節能裝置。
文檔編號F23D1/00GK2142927SQ9320098
公開日1993年9月29日 申請日期1993年1月21日 優先權日1993年1月21日
發明者萬天驥, 朱文獻, 朱榮, 李立文, 仇永泉 申請人:北京海澱科華冶金噴槍聯營研究所