[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101270873A [43]公开日2008年9月24日
[21]申请号200710038416.2[22]申请日2007.03.23
[21]申请号200710038416.2
[71]申请人宝山钢铁股份有限公司
地址201900上海市宝山区富锦路果园
[72]发明人周渝生 林金嘉 李维国 徐万仁 张友平
范建峰 郭丽 [74]专利代理机构上海开祺知识产权代理有限公司代理人费开逵
集成搜索[51]Int.CI.F23C 5/08 (2006.01)F23D 1/00 (2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页
[54]发明名称
及其装置
[57]摘要真空回流炉
本发明公开了一种向纯氧冶炼移动填充床熔炼
psho炉喷吹煤粉方法及其装置，采用包括水冷风口、氧 使氧气产生旋流，旋流度为0～6，出口流速为180
～300m/s；喷煤出口端面与风口前端的距离为20
～250mm；喷煤头部与尾部压差为0.02～0.1MPa，
载气压力大于炉内压力(背压)与上述压差之和。本
发明通过冷却风口与氧气直吹管、喷煤分体设计，
结构简单，安装、使用、更换方便；由于风口为水
冷，喷煤外高速氧气流可使喷煤头部得到良好
的冷却效果，煤粉燃烧率高，喷煤量大，填补了纯
氧移动填充床冶炼炉喷煤的空白。
200710038416.2权 利 要 求 书第1/2页
1. 一种向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉方法，采用包括水冷风口、氧气直吹管和喷煤构成的喷煤装置；其中，水冷风口为铜质多通道
水冷却的氧气风口，由氧气直吹管将与两端的吹氧总管和水冷风口连结；
喷煤与氧气直吹管为同轴圆形钢管，位于风口和氧气直吹管的
red5集中心，是与氧气直吹管相隔离的套管；在喷煤头部设计了改善氧气
与煤粉的混合水平的旋转导流槽，使氧气产生旋流，旋流度为0～6，
出口流速为180～300m/s；喷煤出口端面与风口前端的距离为20～250 mm；
氧气直吹管进口端的最低压力为熔炼炉内压力(背压)加上0.2Mpa，调节总管压力则可保证风口处氧气速度达到180～300m/s；喷
煤头部与尾部压差为0.02～0.1MPa，载气压力大于炉内压力(背压)
与上述压差之和。
2. 一种向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，其特征是，包括，水冷风口，其具有一个腔体结构，中间设有气体通道；
风口小套，套设固定于水冷风口后部；
风口大套，套设固定于风口小套外；
氧气直吹管，同轴插设于水冷风口后端；
喷煤，同轴插设于氧气直吹管内中心线上；
氧气总管，通过连接法兰与氧气直吹管相连通。
3. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，
其特征是，所述的喷煤头部外侧面设计有旋转导流槽。
4. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，
其特征是，所述的喷煤头部外侧面的旋转导流槽为数个凸出外侧面、
等高的导流筋分隔设置形成。
5. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，
其特征是，所述的导流筋的切线与喷煤轴线成一夹角。
6. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，
其特征是，所述的水冷风口与其后端的氧气直吹管二者内径相等或接
200710038416.2权 利 要 求 书 第2/2页
近。
7. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，其特征是，所述的喷煤出口端面与水冷风口前端面保持一段距离。
8. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，其特征是，所述的喷煤出口端面与水冷风口前端面保持30～200mm 距离。
9. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，其特征是，所述的风口大套内还设有供固定、支撑氧气直吹管的固定支架。
10. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，其特征是，所述的喷煤尾部设有与氧气总管联结的自动关闭球阀及快速密封接口以及与煤粉输送管联结的快速接头。
11. 如权利要求2所述的向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉的装置，其特征是，所述的喷煤尾部与煤粉输送管道联结的快速接头为承插式快速接头，并串联有止回阀、球阀。
流水工艺200710038416.2说 明 书第1/6页一种向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉方法及其装置
技术领域
本发明涉及冶炼喷吹煤粉技术，特别涉及一种向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉方法及其装置。
背景技术
为了节省焦炭，近年来喷吹煤粉已成为现代高炉以煤代焦，降低产品成本的重要手段。欧洲专利EP27822介绍了一种三通道高炉煤粉燃烧器，该燃烧器有相互分离的同轴通道，由内到外，分别为空气作载气的煤粉通道、富氧通道和控制火焰温度的气体通道，该燃烧器体积和重量较大，给炉前操作带来不便，由于增加了温度控制气体通道，使其结构复杂化，其控温气体进入高炉内，有可能影响高炉内冶炼顺行。
中国专利申请号CN93118519.X、CN92205037.6、CN99801352.8公开了煤粉燃烧器，其采用相互分离的同轴通道分别喷吹煤粉和氧气，但是这些氧煤燃烧器都是为高炉喷煤专门设计的，都是斜插入高炉风口直吹管内喷煤及给热风局部富氧，其设计的富氧率都低于鼓入热风总量的30％，其设计形式及能力都不适合于喷入纯氧的移动填充床熔炼炉。 在纯氧填充床熔炼炉设计中，由于纯氧与鼓吹热空气相比，没有多余的氮气，吹入的纯氧量比空气鼓风量量减少了79％以上，风口直径及风口循环区的尺寸大幅度缩小，冷态吹入的氧气没有高炉热风的显热，煤粉的燃烧效率也会严重降低，而且为避免烧坏风口使火焰高温区燃烧带远离风口，煤粉氧气应达到一定的喷出速度。为此有必要为纯氧鼓风的移动床熔炼反应炉设计专门的氧煤燃烧装置。
发明内容
回程间隙
本发明的目的在于提供一种向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉方法及其装置，其适合于纯氧移动填充床熔炼炉喷吹煤粉，燃烧稳定，喷煤能力大，使用寿命长，氧煤混合均匀，燃烧效率高。
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为达到上述目的，本发明的技术方案是，
一种向纯氧冶炼移动填充床熔炼炉喷吹煤粉方法，采用包括水冷风口、氧气直吹管和喷煤构成的喷煤装置；其中，水冷风口为铜质多通道水冷却的氧气风口，由氧气直吹管将与两端的吹氧总管和水冷风口连结； 喷煤是与氧气直吹管为同轴圆形钢管，位于风口和氧气直吹管的中心，是与氧气直吹管相隔离的套管；在喷煤头部设计了改善氧气与煤粉的混合水平的旋转导流槽，使氧气的产生旋流，旋流度为0～6，出口流速为180～300m/s；
喷煤头部与水冷风口之间由喷煤头上的数个凸出、等高的旋流器导流筋分隔开，氧气旋流器导流筋的设计原则是使氧气的旋流度为0～6，保证出口流速为180～300m/s的氧气与煤粉充分混合，喷煤尾部有与吹氧总管联结的自动关闭球伐及快速密封接口以及与煤粉输送管联结的快速接头，便于喷煤的快速插入、更换及安全使用。旋流度定义为：导流筋的切线与喷煤轴线的夹角为0度，则其旋流度为0；导流筋的切线与喷煤轴线的夹角为10度，则其旋流度为1；导流筋的切线与喷煤轴线的夹角为20度，则其旋流度为2；导流筋的切线与喷煤轴线的夹角为27度，则其旋流度为2.7；依此
类推，可以通过更换不同旋流度的喷头的喷来改变喷出的氧气与煤粉的混合传质的水平，充分利用风口循环区的空间实现短火焰燃烧，提高煤粉的燃烧率。
为避免烧坏喷头部，缩回的喷煤出口端面与风口前端的距离为20～250mm，也可以通过更换喷头部与风口前端距离不同的喷煤来改变喷煤头部的受热条件，喷煤身可采用耐磨损的不锈钢，喷煤头为耐热合金钢，如2520(牌号ZG25Cr20Ni14Si2)等耐高温抗氧化耐磨损的材料，其使用寿命可达2000-8000h。
为避免喷煤时长喷及氧气直吹管过大的振荡或抖动，在风口大套内及氧气直吹管法兰内设计了固定支架。
氧气直吹管进口端的最低压力为熔炼炉内压力(背压)加上0.2Mpa，调节其总管压力则可保证风口处氧气速度达到180～300m/s。喷煤头部与尾部压差为0.02～0.1MPa，煤粉的载气压力大于炉内压力(背压)与上述压差之和。
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