一种熔炼炉用的侧吹喷枪及使用方法与流程

本发明涉及一种侧吹喷枪及使用方法，尤其涉及一种熔炼炉用的侧吹喷枪及使用方法。

背景技术：

侧吹熔池熔炼技术经过二十多年的发展，其技术成熟可靠，高效低耗，对原料适应性强，环保、经济效益突出，已然成为了一种新兴成熟的冶炼工艺。特别是该技术具有工艺过程简单，操作方便，产能大，投资省的优点，在我国得到广泛的推广和应用。

中国专利《有色金属熔炼侧吹炉喷枪》，专利号：2008102246301，公开了“套管结构的喷枪体和喷枪体前端的喷枪头，所述套管结构的中心管道具有连接燃料输送装置的连接接口，所述套管结构的夹层环形通道具有连接助燃气体的连接接口，其特征在于：喷枪头具有适配于中心管道的燃料喷口和适配于夹层环形通道的助燃气体喷口，所述助燃气体喷口具有通孔喷口阵列。”，“所述喷枪体和喷枪头的内部，设置有冷却水通道。”，“所述喷枪体和喷枪头位于熔炉内部的部分，外周表面设有耐火材料层。”。喷枪体和喷枪头的内部，设置有冷却水通道，可以降低喷枪体和喷枪头的温度；喷枪体和喷枪头位于熔炉内部的部分，外周表面设有耐火材料层。

上述侧吹喷枪的冷却水通道中通以冷却介质，所述的冷却介质采用水或油，侧吹喷枪一般置于熔炼炉熔炼物质的渣面以下，便于更好地起到助燃和搅拌的效果，并在有色金属熔炼侧吹炉上设置多只所述的喷枪，以此提高熔炼的效率和质量，但是一旦供给侧吹喷枪的冷却介质断流或泄露极易发生爆炉，引起生产安全事故。

喷枪的使用环境非常恶劣，要承受炉内的高温熔损，熔渣的侵蚀、化学腐蚀，频繁而大幅度的温度变化，同时还要承受转运、升降过程中的机械碰撞而造成的破坏。一直以来，喷枪在工厂的实际应用中使用寿命都很低，喷枪的使用寿命直接影响着炉子的冶炼强度和企业的生产成本，直接关系到工艺过程的顺利与否，导致生产成本居高不下，生产过程连续性差，因此对如何提高喷枪的使用寿命及安全性具有十分重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种熔炼炉用的侧吹喷枪及使用方法，解决喷枪使用寿命短，易烧损，安全性能差的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：包括侧吹喷枪及侧吹喷枪的使用方法。

侧吹喷枪包括：集气筒、可燃气入口、可燃气室、氧气或富氧空气入口、氧气或富氧空气管、可燃气管、压缩冷却空气入口、压缩冷却空气室和压缩冷却空气管；集气筒内有可燃气室和压缩冷却空气室；在集气筒上连接有可燃气入口、氧气或富氧空气入口和压缩冷却空气入口，氧气或富氧空气入口位于集气筒的一端，可燃气入口和压缩冷却空气入口对应连接在可燃气室和压缩冷却空气室位置；氧气或富氧空气管穿在可燃气管内，氧气或富氧空气管和可燃气管均穿在压缩冷却空气管内，各气管之间均有间隙；氧气或富氧空气管穿过集气筒连接在氧气或富氧空气入口位置的集气筒上，并与氧气或富氧空气入口相通；可燃气管穿过集气筒连接在可燃气室与压缩冷却空气室之间的隔断上；压缩冷却空气管连接在集气筒的最下端；另一端为喷枪的输出气端。

所述的集气筒为一封闭的筒体，在筒体内有一个隔断将筒体隔成二个气室，筒体的二端及隔断上有贯穿的同心孔，同心递次增大；在二个气室位上各有一个入口孔。

所述的氧气或富氧空气管和可燃气管的输出气一端外壁上有出气槽。

所述的气槽沿气管外壁径向均布，与相邻气管内壁形成气体通道，气槽长度200-400mm，气槽的断面为矩形、梯形或半圆形。

侧吹喷枪与熔炼炉炉墙呈30-70°的夹角。

侧吹喷枪插孔距熔炼炉渣面的高度为200-1500mm。

侧吹喷枪的使用方法：

(1)、接通压缩冷却空气入口调节阀、氧气或富氧空气入口调节阀、可燃气入口调节阀，将喷枪置入熔炼炉喷枪插孔，开启压缩冷却空气调节阀；

（2）、对喷枪进行挂渣操作；

（3）、将挂渣后的喷枪插入渣池中，并根据渣层厚度调整喷枪插入深度，控制在100mm-300mm；

（4）依次自动打开氧气、天然气，压缩空气并调整到相应的流量和压力；

（5）、单炉熔炼结束后通过自动输送架往外提升喷枪，枪口至熔炼炉炉墙位置时，依次关闭天然气、氧气、压缩空气阀门，撤出喷枪。

步骤（2）中，所述的挂渣操作方法：首先确定渣池面的高度，从溶炼炉渣面的上方插入喷枪，开启喷枪上的氧气或富氧空气入口调节阀至20-30%开度，可燃气入口调节阀20-30%开度，炉膛保持微负压，然后控制喷枪置于渣池上方20mm～200mm的位置，并保持不少于90s的时间；喷枪风直接喷射到渣池表面，导致一些细小的渣粒在炉内飞溅，这些小的渣粒喷溅到喷枪表面上，通过喷枪风的冷却，逐渐在喷枪表面形成一层冷凝渣层挂渣；反复几次，即完成对喷枪的挂渣操作；对喷枪挂渣是在喷枪表面形成一层冷凝渣层，保护喷枪在吹炼过程中安全运行，依靠挂渣实现对喷枪的保护。

步骤（4）中，通过各调节阀调整喷枪的压缩空气、氧气或富氧空气、可燃气的流体压力、流量参数，获得不同熔炼阶段的氧化、还原气氛，压缩空气压力0.2-0.4mpa、氧气或富氧空气压力0.2-0.3mpa、可燃气压力0.15-0.25mpa。

步骤（5）中，所述的提升喷枪，关闭可燃气入口调节阀、氧气或富氧空气入口调节阀至20-30%开度，此时保持炉内为正常负压，开始提升喷枪到停靠位，关闭各风口调节阀，如果需要提出炉口外，则检查和清理喷枪口挂渣。

有益效果，由于采用了上述方案，侧吹喷枪是侧吹熔池熔炼的核心技术装置。在吹炼炉正常生产中，本发明的侧吹喷枪从熔炼炉渣面以上的喷枪插孔插入至熔炼炉内，侧吹喷枪的枪头浸入渣池内100mm～300mm，将混有燃料的空气或富氧空气浸没喷射到熔池中，使熔炼炉内的熔溶状熔体涡动；空气或富氧空气进入熔体后，形成大量分散气泡，由于熔体中的分散气泡以及熔体的涡动，加速了传热和传质过程的进行，提高了熔炼效率。

侧吹喷枪的枪头同时有压缩冷却空气的出口、氧气或富氧空气的出口和可燃气的出口，压缩冷却空气的出口位于最外层，压缩冷却空气通过压缩冷却空气通道进入压缩冷却空气室，压缩冷却空气室对通入的压缩冷却空气进行缓冲，进一步保证了喷出压缩冷却空气不间断而稳定地对侧吹喷枪进行冷却，可以保护在熔炼炉内部与熔渣层直接接触的喷枪的枪头的表面不被烧熔和在高温下避免氧化损坏，明显提高喷枪体和喷枪头的使用寿命；同时压缩冷却空气还可以具有助燃空气的作用，对熔炼炉内的熔溶状熔体进行涡动；氧气或富氧空气的出口位于最内层，喷入熔炼炉内的氧气或富氧空气形成大量分散气泡，保证燃料有更好的燃烧效果，更好地在燃料燃烧区熔溶状熔体起到搅拌的作用；可燃气的出口层位于压缩冷却空气的出口层和氧气或富氧空气的出口层之间，可燃气通过可燃气入口进入可燃气室，可燃气室对进入的可燃气有很好的缓冲作用，进一步保证了不间断而稳定地提供可燃气，加快熔炼炉内的氧化还原反应的速度，彻底破坏熔炼炉内煤气与氧气混合后发生爆燃的条件；解决了喷枪使用寿命短，易烧损，安全性能差的问题，达到了本发明的目的。

优点：

1，结构简单，成本低，适用各种炉型；

2，熔池搅拌动力强、熔炼效果好，能耗低；

3，采用空气冷却，安全性能高，保证喷枪在每次浸没吹炼前都有效挂渣，使用寿命长；

4，喷枪从熔渣上层插入，不需要铜水套，使用更安全，并可根据需要自动调整插入深度，吹炼时炉墙不受侵蚀，有效地保护了炉体，延长熔炼炉的使用寿命；

5，操作方便灵活，可实时观察喷枪的使用情况，随时检修。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为图1的左视向输出端口结构图。

图3为本发明第一实施例的侧吹喷枪使用状态结构图。

图4为本发明第二实施例的侧吹喷枪使用状态结构图。

图中，1、集气筒；2、可燃气入口；3、可燃气室；4、氧气或富氧空气入口；5、氧气或富氧空气管；6、可燃气管；7、压缩冷却空气入口；8、压缩冷却空气室；9、压缩冷却空气管；10、气槽；11、渣面；12、炉墙；13、喷枪插孔；14、侧吹喷枪；15、行走电机；16、支架；17、滑道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。

实施例1：包括侧吹喷枪及侧吹喷枪的使用方法。

侧吹喷枪包括：集气筒1、可燃气入口2、可燃气室3、氧气或富氧空气入口4、氧气或富氧空气管5、可燃气管6、压缩冷却空气入口7、压缩冷却空气室8和压缩冷却空气管9；集气筒1内有可燃气室3和压缩冷却空气室8；在集气筒上连接有可燃气入口2、氧气或富氧空气入口4和压缩冷却空气入口7，氧气或富氧空气入口4位于集气筒1的一端，可燃气入口2和压缩冷却空气入口7对应连接在可燃气室3和压缩冷却空气室8位置；氧气或富氧空气管5穿在可燃气管6内，氧气或富氧空气管5和可燃气管6均穿在压缩冷却空气管9内，各气管之间均有间隙；氧气或富氧空气管5穿过集气筒1连接在氧气或富氧空气入口4位置的集气筒1上，并与氧气或富氧空气入口4相通；可燃气管6穿过集气筒1连接在可燃气室3与压缩冷却空气室8之间的隔断上；压缩冷却空气管9连接在集气筒1的最下端；另一端为喷枪的输出气端。

所述的集气筒为一封闭的筒体，在筒体内有一个隔断将筒体隔成二个气室，筒体的二端及隔断上有贯穿的同心孔，同心递次增大；在二个气室位上各有一个入口孔。

所述的氧气或富氧空气管5和可燃气管6的输出气一端外壁上有出气槽10。

所述的气槽10沿气管外壁径向均布，与相邻气管内壁形成气体通道，气槽长度200-400mm，气槽的断面为矩形、梯形或半圆形。

侧吹喷枪14与熔炼炉炉墙12呈30-70°的夹角。

侧吹喷枪插孔13距熔炼炉渣面11的高度为200-1500mm。

所述的自动输送架包括：行走电机15、支架16和滑道17；在支架16上连接有滑道17，在滑道17的上端连接有行走电机15，侧吹喷枪置于滑道上，行走电机15运转时，带动侧吹喷枪上提或下推。

侧吹喷枪的使用方法：

(1)、接通压缩冷却空气入口调节阀、氧气或富氧空气入口调节阀、可燃气入口调节阀，将喷枪置入熔炼炉喷枪插孔，开启压缩冷却空气调节阀；

（2）、对喷枪进行挂渣操作；

（3）、将挂渣后的喷枪插入渣池中，并根据渣层厚度调整喷枪插入深度，控制在100mm-300mm；

（4）依次自动打开氧气、天然气，压缩空气并调整到相应的流量和压力；

（5）、单炉熔炼结束后通过自动输送架往外提升喷枪，枪口至熔炼炉炉墙位置时，依次关闭天然气、氧气、压缩空气阀门，撤出喷枪。

步骤（2）中，所述的挂渣操作方法：首先确定渣池面的高度，从溶炼炉渣面的上方插入喷枪，开启喷枪上的氧气或富氧空气入口调节阀至20-30%开度，可燃气入口调节阀20-30%开度，炉膛保持微负压，然后控制喷枪置于渣池上方20mm～200mm的位置，并保持不少于90s的时间；喷枪风直接喷射到渣池表面，导致一些细小的渣粒在炉内飞溅，这些小的渣粒喷溅到喷枪表面上，通过喷枪风的冷却，逐渐在喷枪表面形成一层冷凝渣层挂渣；反复几次，即完成对喷枪的挂渣操作；对喷枪挂渣是在喷枪表面形成一层冷凝渣层，保护喷枪在吹炼过程中安全运行，依靠挂渣实现对喷枪的保护。

步骤（4）中，通过各调节阀调整喷枪的压缩空气、氧气或富氧空气、可燃气的流体压力、流量参数，获得不同熔炼阶段的氧化、还原气氛，压缩空气压力0.2-0.4mpa、氧气或富氧空气压力0.2-0.3mpa、可燃气压力0.15-0.25mpa。

步骤（5）中，所述的提升喷枪，关闭可燃气入口调节阀、氧气或富氧空气入口调节阀至20-30%开度，此时保持炉内为正常负压，开始提升喷枪到停靠位，关闭各风口调节阀，如果需要提出炉口外，则检查和清理喷枪口挂渣。

实施例2：为手动送装侧吹喷枪的实施例，其它与实施例1同。