专利名称：旋流式高炉喷吹用喷枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高炉设备领域，尤其涉及一种高炉喷吹用喷枪。
背景技术：
钢铁企业消纳废钢、废塑料、废轮胎、生活垃圾和高浓度有机废水等社会大宗废弃 物的拓展功能已引起业界的广泛关注。现有技术中已成功开发出将废塑料喷入高炉中和电 弧炉中喷入废轮胎的工艺；实践表明废塑料、废轮胎、垃圾衍生燃料等废物富含碳、氢，灰 分低，热值高，在与煤粉混合燃烧时，能明显改善煤的燃烧特性，燃烧速度快，将其经分选、 清洗、干燥、破碎、造粒等工艺预处理后，喷入冶金炉，既节省了废物处理费，又为冶金企业 节约能源开辟了一条新途径。早于社会废物的规模化喷吹处理，高炉喷吹煤粉经过不断研究和完善，现已相当 普及，该技术在降低焦比、降低生铁成本和丰富高炉下部调剂手段等方面发挥了重要作用； 而喷枪作为高炉喷煤系统工作条件最恶劣的部件，其工作状况的好坏直接影响喷煤效果和 高炉生产。我国一些高炉存在的煤粉磨损风口、喷枪口堵塞、烧损严重等问题，大都与喷枪 结构不合理、配置不当、选材欠佳有关。高炉喷吹煤粉用的喷枪是直筒形，分为单管式和套管式。单管式喷枪喷出的煤粉 纵向中心流股大，不能与热风充分接触，多半呈层流或弱紊流状态，致使煤粉燃烧条件差、 煤粉燃烧率低、置换比低，煤粉喷吹量一般不会超过I00kg/t ；套管式喷枪由内管、外管、喷 嘴三部分组成，两层管间隙吹压缩空气冷却，以防止喷枪高温氧化、腐蚀和变形；为减少喷 煤对风管的磨损，套管式喷枪前端往往被冷压成1(Γ12度左右的弯弧，使斜插入风口后的 喷枪前端轴线与风口中心线重合，由此带来的问题是，枪管前部弯弧处的磨蚀和烧损较为 严重。专利ZL 94201862. 1公开了一种高炉喷吹煤粉用喷枪，如图1所示，它由喷枪管 41、枪头外套42、多孔枪头43、枪头盖44、煤粉喷孔45等组成。该装置的主要特点是在煤粉 喷枪管头部装有均勻开孔的多孔枪头，以使煤粉通过时因分割成多股细流，增加流速，但由 于煤粉在喷枪末端高速流动时突然受阻，在高温下很容易发生煤粉烧结、堵塞喷孔的状况， 实际使用中需要经常更换多孔枪头。此外，该专利的喷吹对象为为200目细度的煤粉，煤粉 颗粒较大或喷煤量增加，会使煤粉燃烧不完全，既影响了高炉冶炼，又降低了煤粉利用率。对于废塑料、废轮胎、废橡胶、RDF等非晶体高分子物料而言，采用常规喷枪时，因 其粒分布宽、无固定熔点、软化区间宽、易粘结枪壁，在实际喷吹时，常发生喷枪堵塞状况。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种旋流式高炉喷吹用喷枪，该喷枪通过 内置旋流器将物料旋流分散，使得喷吹压力和喷吹速度增大，可有效防止喷吹内管堵料；同 时外扩散出口喷头的出口截面突然扩大，有利于颗粒较大的物料获得更高的燃烧汽化效率。3[0008]本实用新型是这样实现的一种旋流式高炉喷吹用喷枪，由喷吹内管、冷却外管、 内置旋流器和扩散出口喷头构成，所述的扩散出口喷头安装在冷却外管上，扩散出口喷头 的进口端直径小于出口端直径；所述的喷吹内管同轴设置在冷却外管内，喷吹内管与冷却 外管之间为冷却气流通道，所述的内置旋流器设置在喷吹内管出口端部，所述的内置旋流 器正对扩散出口喷头。所述的内置旋流器包括外缘筒壁、螺旋叶片和螺旋锥，所述的外缘筒壁固定安装 在喷吹内管出口端部，所述螺旋锥同轴设置在外缘筒壁的中心，所述螺旋叶片环形阵列在 螺旋锥上。所述的螺旋叶片与水平横截面夹角为45° 120°。所述的螺旋叶片共有3 10片，环形阵列在螺旋锥上。所述扩散出口喷头的斜边与喷枪轴线的夹角为15° 75。。本实用新型旋流式高炉喷吹用喷枪通过内置旋流器将物料旋流分散，使得喷吹压 力和喷吹速度增大，可有效防止喷吹内管堵料；同时在喷吹内管外通有冷却气，防止了喷吹 物料烧结堵塞喷吹内管；另外扩散出口喷头的出口截面突然扩大，经旋流加速后的物料流 速瞬间减缓，与热风混合扰动效果更好，物料可被迅速加热，在风口回旋区滞留时间更长， 有利于颗粒较大的物料获得更高的燃烧汽化效率。本实用新型在提高气力输送固气比的同时，对风管的磨损更小，适用于高炉喷吹 废塑料、轮胎、废橡胶、垃圾衍生燃料和细度较大的煤粉等颗粒状物料，喷吹量比传统喷枪 提高了 20%以上，并能获得更高的燃烧汽化效率。
图1为现有的高炉喷吹煤粉用喷枪结构示意图；图2为本实用新型旋流式高炉喷吹用喷枪结构示意图；图3为本实用新型中的内置旋流器结构示意图。图中1冷却外管、2喷吹内管、3内置旋流器、31外缘筒壁、32螺旋叶片、33螺旋 锥、4扩散出口喷头、41喷枪管、42枪头外套、43多孔枪头、44枪头盖、45煤粉喷孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本 实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型表述的内容 之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申 请所附权利要求书所限定的范围。实施例1本实施例旋流式高炉喷吹用喷枪喷吹的物料为废塑料、废轮胎、废橡胶、垃圾衍生 燃料(RDF)、煤粉等颗粒状或粉状可燃性物料之一及其组合，粒度为(TlOmm。如图2所示，一种旋流式高炉喷吹用喷枪，由喷吹内管2、冷却外管1、内置旋流器 3和扩散出口喷头4构成，所述的扩散出口喷头4安装在冷却外管1上，扩散出口喷头4的 进口端直径小于出口端直径；所述的喷吹内管2同轴设置在冷却外管1内，喷吹内管2与冷 却外管1之间为冷却气流通道，防止喷吹物料烧结堵塞喷吹内管2 ；所述的内置旋流器3设置在喷吹内管2出口端部，所述的内置旋流器3正对扩散出口喷头4，所述扩散出口喷头4 的斜边与喷枪轴线的夹角为15° 75。，在本实施例中所述的所述扩散出口喷头4的斜边 与喷枪轴线的夹角为45°，经旋流后的物料在扩散出口喷头4出口处突然弥散，颗粒流速 有所减缓，滞留时间延长，有利于喷吹物料与风管内热风的混合升温及燃烧汽化。 如图3所示，本实用新型可进一步描述为，所述的内置旋流器3包括外缘筒壁31、 螺旋叶片32和螺旋锥33，所述的外缘筒壁31固定安装在喷吹内管2出口端部，所述螺旋锥 33同轴设置在外缘筒壁31的中心，所述螺旋叶片32环形阵列在螺旋锥33上，螺旋叶片32 与水平横截面夹角为45° 120°，所述的螺旋叶片32共有;TlO片，环形阵列在螺旋锥33 上，在本实施例中所述的螺旋叶片32与水平横截面夹角为45°，所述的螺旋叶片32共有8 片。
权利要求1.一种旋流式高炉喷吹用喷枪，其特征是由喷吹内管O)、冷却外管(1)、内置旋流器 (3)和扩散出口喷头(4)构成，所述的扩散出口喷头(4)安装在冷却外管(1)上，扩散出口 喷头(4)的进口端直径小于出口端直径；所述的喷吹内管O)同轴设置在冷却外管(1)内， 喷吹内管( 与冷却外管(1)之间为冷却气流通道，所述的内置旋流器C3)设置在喷吹内 管O)出口端部，所述的内置旋流器(3)正对扩散出口喷头G)。
2.如权利要求1所述的旋流式高炉喷吹用喷枪，其特征是所述的内置旋流器(3)包 括外缘筒壁(31)、螺旋叶片(3 和螺旋锥(33)，所述的外缘筒壁(31)固定安装在喷吹内 管O)出口端部，所述螺旋锥(3 同轴设置在外缘筒壁(31)的中心，所述螺旋叶片(32) 环形阵列在螺旋锥(33)上。
3.如权利要求2所述的旋流式高炉喷吹用喷枪，其特征是所述的螺旋叶片(32)与水 平横截面夹角为45° 120°。
4.如权利要求2所述的旋流式高炉喷吹用喷枪，其特征是所述的螺旋叶片(32)共有 3 10片，环形阵列在螺旋锥(33)上。
5.如权利要求1所述的旋流式高炉喷吹用喷枪，其特征是所述扩散出口喷头的 斜边与喷枪轴线的夹角为15° ’5°。
专利摘要本实用新型涉及高炉设备领域，尤其涉及一种高炉喷吹用喷枪。一种旋流式高炉喷吹用喷枪，由喷吹内管(2)、冷却外管(1)、内置旋流器(3)和扩散出口喷头(4)构成，所述的扩散出口喷头(4)安装在冷却外管(1)上，扩散出口喷头(4)的进口端直径小于出口端直径；所述的喷吹内管(2)同轴设置在冷却外管(1)内，喷吹内管(2)与冷却外管(1)之间为冷却气流通道，所述的内置旋流器(3)设置在喷吹内管(2)出口端部，所述的内置旋流器(3)正对扩散出口喷头(4)。本实用新型在提高气力输送固气比的同时，对风管的磨损更小，适用于高炉喷吹废塑料、废轮胎、废橡胶、垃圾衍生燃料和细度较大的煤粉等颗粒状物料，喷吹量比传统喷枪提高了20%以上，并能获得更高的燃烧汽化效率。
文档编号C21B7/00GK201825967SQ201020542209
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者林成城, 王如意, 石磊, 郁庆瑶, 陈荣欢, 顾德仁 申请人:宝山钢铁股份有限公司