一种旋流风高炉煤粉直吹管的制作方法

本实用新型属于冶炼高炉生产技术领域，具体为一种旋流风高炉煤粉直吹管。

背景技术：

高炉煤粉喷吹系统是钢铁高炉生产中节能、改进冶炼工艺的关键环节。目前的高炉喷吹系统由喷吹罐、流化床、给煤阀、补气阀、喷吹总管、炉前分配器、喷枪、直吹管组成。

经干燥、研磨、筛选过的煤粉加入喷吹罐内，罐内加以一定压力，将煤粉依次经过流化床、给煤阀、补气阀、喷吹总管、炉前分配器、由喷枪喷入直吹管内，与从高炉鼓风机鼓入的热风混合，通过高炉风口进入高炉回旋区燃烧。

目前煤粉喷入直吹管后和热风混合前，热风是直线流动，在管壁阻力作用下，气流中心速度快，周围速度较慢，使喷入的煤粉中心浓度高，周围浓度较低，均匀度较差，不利于充分燃烧。

技术实现要素：

本实用新型克服现有技术存在的不足，提供一种旋流风高炉煤粉直吹管，目的是提高鼓入高炉的煤粉与热风混合的均匀度，使煤粉喷射更有力、穿透力更强，燃烬率更高；解决目前煤粉喷射均匀性较差的问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种旋流风高炉煤粉直吹管，包括壳体，所述壳体内设置有热风管道，所述壳体连接有煤粉喷枪，煤粉喷枪的出口与热风管道的出口端相连通；所述热风管道内壁设置有保温层，所述保温层内表面刻有若干条螺旋凹槽，螺旋凹槽的旋向为来复线旋向。

进一步的，所述的螺旋凹槽的旋向与水平夹角为30-60°。

进一步的，所述的螺旋凹槽的旋向与水平夹角为45°。

进一步的，所述保温层内表面刻有三条螺旋凹槽，相邻两条螺旋凹槽的中心线夹角为120°。

进一步的，所述热风管道的外表面设置有螺旋形凸起。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。

本实用新型在高炉送风装置的直吹管内、喷枪入口之前的保温层内制作来复线式的螺旋线凹槽，使热风在进入直吹管内形成高速旋转的气流，旋转的热风与从喷枪喷入的煤粉混合，喷入高炉风口，在高炉回旋区内燃烧。由于采用了旋流风方法，使热风气流外部速度增大，使煤粉在高速旋转的气流中，向周边扩散，煤粉在气流中与氧的混匀度大幅度提燃烧效果更好。

采用旋流风方法后，在高炉喷吹生产中，煤粉与热风气流中的氧混合度更均匀，使煤粉在高炉回旋区的燃烧更充分，由于燃烬率的提高，减少了未然煤粉量，对高炉的路况顺行及能源节约都有益处。

附图说明

图1是本实用新型所述直吹管的结构示意图。

图2是图1的b-b向视图。

图中1为壳体、2为热风管道、3为煤粉喷枪、4为螺旋凹槽、5为螺旋形凸起。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例和附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

实施例1

如图1和图2所示，是一种旋流风高炉煤粉直吹管，直吹管入口管径d=115mm，长度为788mm；直吹管包括壳体1，壳体1内设置有热风管道2，壳体1连接有煤粉喷枪3，煤粉喷枪3入口管径d=30mm，长度为600mm，与水平的直吹管的夹角为11°；煤粉喷枪3的出口与热风管道2的出口端相连通；所述的直吹管和煤粉喷枪3应用在的高炉炉膛尺寸500*500*500mm；热风管道2内壁设置有耐热的保温层，保温层内壁通过机加工的方法刻有三条螺旋凹槽4，螺旋凹槽4的旋向为来复线旋向。螺旋凹槽4的旋向与水平夹角为45°，相邻两条螺旋凹槽4的中心线夹角为120°。热风管道2的外表面设置有螺旋形凸起5，螺旋形凸起5的设置是为了在加工中更易脱模。

在高炉送风装置的直吹管内、煤粉喷枪3入口之前的保温层内制作来复线式的螺旋线凹槽，使热风在进入直吹管内形成高速旋转的气流，旋转的热风与从喷枪喷入的煤粉混合，喷入高炉风口，在高炉回旋区内燃烧。由于采用了旋流风方法，使热风气流外部速度增大，使煤粉在高速旋转的气流中，向周边扩散，煤粉在气流中与氧的混匀度大幅度提燃烧效果更好。

试验例1

设置旋流轴向速度为35m/s，旋流角度为45度；热风入口流速为35m/s，喷入的煤粉速度为20m/s。通过对没有螺旋线的传统直流喷吹和增加螺旋管的旋流喷吹比较：实施例所述直吹管内煤流、气流分布和现有无螺旋凹槽的直吹管的煤流气流分布。试验例所述直吹管发生了明显的旋流，中心风速小，圆周方向大，这样有利于煤粉在管道中分布均匀。无螺旋凹槽的直吹管直流的高速区在管中心，这样会促使煤粉集中在管中心，不利于煤粉分散。

实施例1所述直吹管的距离空气入口150mm和210mm处断面速度，与现有无螺旋凹槽直吹管的距离空气入口150mm和210mm处断面速度比较。实施例1所述直吹管中随着距离旋流入口的距离增大，旋流效果有些弱化。速度梯度沿径向方向不如距离近处变化大。这主要是由于流动过程中阻力损失导致的。因此为了使煤粉在较好旋流下实现带粉的均匀性，旋流叶片的位置应该位于空气与煤粉混合处，即送粉管和送风管结合处。

应用实施例1所述直吹管的炉膛内部速度，可以看出在炉膛内部旋流仍然存在，存在速度梯度，外围速度大内部速度相对较小，当然效果相对于空气入口处要弱。而应用现有无螺旋凹槽的直吹管的炉膛内部速度，直流高速区集中在中间，空气经过结合部位后煤粉在高速风携带下，煤粉将会集中在中间不利于煤粉颗粒的分散。

实施例1所述直吹管的速度中旋流的速度矢量带有旋转，而现有无螺旋凹槽直吹管的速度的直流速度矢量为直线没有旋转。煤粉颗粒在旋流工况下易于随着一起旋转向前，颗粒易于分散这样有利于煤粉的燃烧。

实际生产试验中，国内某钢铁公司1#炉试用三个吹管，经观察效果明显，后续一个高炉的整套吹管全部更换成新型螺旋喷吹装置。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

技术特征：

1.一种旋流风高炉煤粉直吹管，包括壳体（1），所述壳体（1）内设置有热风管道（2），所述壳体（1）连接有煤粉喷枪（3），煤粉喷枪（3）的出口与热风管道（2）的出口端相连通；其特征在于，所述热风管道（2）内壁设置有保温层，所述保温层内表面刻有若干条螺旋凹槽（4），螺旋凹槽（4）的旋向为来复线旋向。

2.根据权利要求1所述的一种旋流风高炉煤粉直吹管，其特征在于，所述的螺旋凹槽（4）的旋向与水平夹角为30-60°。

3.根据权利要求2所述的一种旋流风高炉煤粉直吹管，其特征在于，所述的螺旋凹槽（4）的旋向与水平夹角为45°。

4.根据权利要求1所述的一种旋流风高炉煤粉直吹管，其特征在于，所述保温层内表面刻有三条螺旋凹槽（4），相邻两条螺旋凹槽（4）的中心线夹角为120°。

5.根据权利要求1所述的一种旋流风高炉煤粉直吹管，其特征在于，所述热风管道（2）的外表面设置有螺旋形凸起（5）。

技术总结
本实用新型公开了一种旋流风高炉煤粉直吹管，属于冶炼高炉生产技术领域；解决目前煤粉喷射均匀性较差的问题；具体包括设置有热风管道的壳体，壳体连接有煤粉喷枪，煤粉喷枪的出口与热风管道的出口端相连通；所述热风管道内壁设置有保温层，所述保温层内表面刻有若干条螺旋凹槽，螺旋凹槽的旋向为来复线旋向；本实用新型使热风气流外部速度增大，使煤粉在高速旋转的气流中，向周边扩散，煤粉在气流中与氧的混匀度大幅度提燃烧效果更好。

技术研发人员：李玉春
受保护的技术使用者：长治市方圣喷吹技术有限公司
技术研发日：2020.03.20
技术公布日：2020.11.24