一种富氢气体与煤粉复合喷枪的制作方法

本技术涉及一种富氢气体与煤粉复合喷枪，属于冶金行业高炉风口喷吹装置。

背景技术：

1、高炉炼铁通常采用喷吹煤粉或气体燃料替代部分焦炭，以降低炼铁焦比，如果使用富氢气体燃料还可以减少co2排放。富氢气体燃料在风口前燃烧为高炉冶炼提供热量和还原剂的同时，还能够改善高炉炉料的还原过程，促进间接还原的发展，降低直接还原度，进而能够降低高炉冶炼的燃料消耗。

2、高炉喷吹富氢气体需要专门的喷枪完成，目前，能够实施高炉喷吹富氢气体的喷吹装置包括直管插入式、套筒直管插入式以及风口整体式。

3、直管插入式喷枪的特点是结构简单，使用寿命长和更换方便的特点，但对于富氢固态燃料例如煤粉和富氢气体共同喷吹的高炉来说，在风口套有限的空间内布置两根喷枪存在相互影响，煤粉流容易冲刷风口套内壁的问题。

4、套筒直管插入式喷枪是在煤粉喷枪的枪体上又加了一层套管，在内管中喷吹煤粉，外管和内管之间的环道内喷吹富氢气体，实现了一根喷枪同时喷吹煤粉和富氢气体的操作，但套筒直管插入式喷枪喷口处内部为煤粉流股，外部为富氢气体流股，煤粉喷管出口端与热风接触，并且受到高速喷出的煤粉颗粒冲刷，容易磨损，限制喷枪使用寿命，并且富氢气体与煤粉相互影响，造成煤粉燃烧率降低、未燃煤粉含量增加，进而影响高炉生产的稳定顺行。

5、风口整体式喷枪将富氢气体喷枪整体铸入风口套，减小了富氢气体喷吹对煤粉喷吹的干扰，实现了富氢气体和煤粉高效喷吹与燃烧，但整体式喷枪影响了风口套内部冷却水道的结构，对风口套的寿命产生了不利影响，同时不能实现富氢气体喷枪的单独更换，造成风口整体式喷枪的造价贵和使用寿命低。

6、专利202210687494.x设计了一种减少高炉风口结焦的燃料喷吹方法及复合燃料喷枪，是靠沿周向设置4～8个扇形气体通道并调节来实现富氢气体在管内的均匀分布，使得喷枪结构过于复杂，且不方便调整。

7、专利202210412295.8一种高炉富氢固态燃料和富氢气体燃料组合式喷吹装置,采用套管内喷固态燃料，套管外喷气态燃料，然而气态燃料优选与高炉热风逆向气流喷吹，造成风口前端的压力损失，对高炉冶炼不利。

8、因此有必要实用新型一种富氢气体与煤粉复合喷枪及喷吹方法，并克服上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种富氢气体与煤粉复合喷枪，能够使富氢固态燃料充分燃烧，安全可靠，解决背景技术中存在的问题。

2、本实用新型的技术方案是：

3、一种富氢气体与煤粉复合喷枪，包含外套管、富氢气体喷入管、氮气喷入管和喷煤枪管，外套管的直径和长度大于喷煤枪管的直径和长度，外套管与喷煤枪管形成同一中心轴位置关系，外套管一端与喷煤枪管入口端焊接在一起，外套管另一端为混合燃料出口，喷煤枪管出口端位于外套管中间部位，喷煤枪管出口端至外套管的混合燃料出口之间形成混合腔；富氢气体喷入管连接在靠近喷煤枪管入口端的外套管上，氮气喷入管连接在富氢气体喷入管上。

4、所述喷煤枪管入口端依次与煤枪逆止阀、煤枪球阀和喷煤金属软管相连接。

5、所述富氢气体喷入管依次与富氢气体球阀、富氢气体逆止阀和富氢气体金属软管相连接。

6、所述氮气喷入管依次与氮气球阀和氮气金属软管相连接。

7、所述外套管上设置有与风口直吹管连接的法兰。

8、本实用新型的有益效果是：外套管和喷煤枪管构成喷枪筒体，成半套筒结构，形成富氢气体对喷煤枪出口介质的引射效果，实现富氢气体与煤粉的均匀混合，使得喷煤的燃烧效果得到改善；喷煤枪和富氢气体喷入管增加逆止阀，有效防止了高温煤气流倒流，起到了安全喷吹作用；单独喷吹某种介质时，都可在混合腔内实现二次扩散，提高喷吹均匀程度。

技术特征：

1.一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：包含外套管（1）、富氢气体喷入管（5）、氮气喷入管（9）和喷煤枪管（22），外套管（1）的直径和长度大于喷煤枪管（22）的直径和长度，外套管（1）与喷煤枪管（22）形成同一中心轴位置关系，外套管（1）一端与喷煤枪管（22）入口端焊接在一起，外套管（1）另一端为混合燃料出口（23），喷煤枪管（22）出口端位于外套管（1）中间部位，喷煤枪管（22）出口端至外套管（1）的混合燃料出口（23）之间形成混合腔（12）；富氢气体喷入管（5）连接在靠近喷煤枪管（22）入口端的外套管（1）上，氮气喷入管（9）连接在富氢气体喷入管（5）上。

2.根据权利要求1所述的一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：所述喷煤枪管（22）入口端依次与煤枪逆止阀（2）、煤枪球阀（3）和喷煤金属软管（4）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：所述富氢气体喷入管（5）依次与富氢气体球阀（6）、富氢气体逆止阀（7）和富氢气体金属软管（8）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：所述氮气喷入管（9）依次与氮气球阀（10）和氮气金属软管（11）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：所述外套管（1）上设置有与风口直吹管连接的法兰（21）。

技术总结
本技术涉及一种富氢气体与煤粉复合喷枪，属于冶金行业高炉风口喷吹装置技术领域。技术方案是：外套管（1）的直径和长度大于喷煤枪管（22）的直径和长度，外套管（1）与喷煤枪管（22）形成同一中心轴位置关系，外套管（1）一端与喷煤枪管（22）入口端焊接在一起，外套管（1）另一端为混合燃料出口（23），喷煤枪管（22）出口端位于外套管（1）中间部位，喷煤枪管（22）出口端至外套管（1）的混合燃料出口（23）之间形成混合腔（12）；富氢气体喷入管（5）连接在靠近喷煤枪管（22）入口端的外套管（1）上，氮气喷入管（9）连接在富氢气体喷入管（5）上。本技术的有益效果是：能够使富氢固态燃料充分燃烧，安全可靠。

技术研发人员：张彩东,李兰杰,田志强,纪恒,曾琦,王小艾,韩星,牛佳星,郝良元
受保护的技术使用者：河北河钢材料技术研究院有限公司
技术研发日：20230811
技术公布日：2024/6/11