一种高稳定性纯氧燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及冶炼燃烧器领域，尤其涉及一种高稳定性纯氧燃烧器。

背景技术：

2.随着我国经济的高速发展，废钢已经有巨大的存量，冶金行业采用废钢作为冶炼钢铁会极大降低钢铁工艺能耗，但国内绝大多数钢铁企业仍然是利用铁矿石冶炼钢铁，利用废钢冶炼的工艺无法直接使用废钢作为冶炼材料，需要对废钢进行预热，纯氧燃烧器是废钢预热工艺的核心设备，决定了整个废钢冶炼工艺的质量性能。现有的纯氧燃烧器采用的是套筒式，即内管通入氧气，外环管内通入燃料气，但这种形式的燃烧器火焰极其不稳定，燃烧炉内温度分布极不均匀，容易使废钢预热在过程中严重氧化；而且，预热的加热时间较长，不能很好满足废钢预热工艺要求。
3.以解决现有纯氧燃烧器火焰温度不可控，温度场不均匀，火焰稳定性不好，燃烧气氛不可调的问题。

技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种高稳定性纯氧燃烧器，克服现有纯氧燃烧器火焰不稳定造成的废钢氧化严重。
5.一种高稳定性纯氧燃烧器，包括：同轴布置的套管、与套管端部连通的喷火头以及与套管连通的外接管，套管由内至外依次设置有中心氧、中心燃气管、氧气内管、氧气外管、燃气外管与冷却套管；
6.喷火头包括中心喷头与外侧喷头，中心喷头上设有呈环形分布的氧气喷管，外侧喷头上环形分布有燃气喷管，氧气喷管与燃气喷管倾斜布置且两者形成夹角。
7.本实用新型的纯氧燃烧器将喷火头设置为内外两个，分别连通氧气和燃气管，喷火头处的燃气喷管与氧气喷管呈一定角度的倾斜布置，加强氧气与燃气的融合，有利于提高燃烧器的火焰温度，而且中心喷头与外侧喷头上的氧气喷管、燃气喷管均匀分布，保证了火焰的温度性，解决了现有纯氧燃烧器火焰温度不可控，温度场不均匀，火焰稳定性不好的问题。
8.进一步地，上述外接管包括点火管、中心燃气连接管、中心氧气连接管、外侧氧气连接管、外侧燃气连接管、冷却进水连接管、冷却出水连接管；点火管与中心氧连通，中心燃气连接管与中心燃气管连通，中心氧气连接管与氧气内管连通，外侧氧气连接管与氧气外管连通，外侧燃气连接管与燃气外管连通。
9.本实用新型的中心喷头与环形外侧喷头的供气管道分隔设置，不仅可以随时调整管道的供气压力，而且有利于维持火焰的稳定性。
10.进一步地，上述冷却套管与燃气外管的端部连接处设有燃气管封板，氧气内管与氧气喷管的连接处设有氧气管封板，中心氧与中心燃气管的出气端设有稳焰罩。
11.本实用新型的燃气管封板、氧气管封板设置在两管道连接端口处主要起到密封作
用，防止燃气或氧气泄露；稳焰罩用于分散中心喷头射出的燃气与氧气混合气体，使混合气体呈伞状燃烧，提高火焰燃烧范围和稳定性。
12.进一步地，上述冷却进水连接管与冷却套管的进水端口连通，冷却出水连接管与冷却套管的出水端口连通。
13.本实用新型的冷却套管设置在燃气外管的外侧，用于对其内部的管道进行降温，增加燃气在管道内部的安全性。
14.进一步地，上述氧气喷管与燃气喷管的出口朝向外侧喷头的边缘。
15.进一步地，上述冷却套管的外壁设置有安装法兰。
16.本实用新型的冷却套管的外壁设置安装法兰便于接长整个套管，同时还可以对套管整体进行定位固定。
17.本实用新型具有以下有益效果：本实用新型在原有纯氧燃烧器的基础上设计了喷火头，喷火头采用喷管方式喷出气体，增加了燃气、氧气的流速，使得火焰能够更好的穿透废钢孔隙，加快废钢加热的速率，并根据喷火头的结构设置了多条同轴的燃气、氧气输送管道；喷火头处的燃气喷管氧气喷管倾向布置且两者具有一定的夹角，可有效增加火焰直径，使加热面积更大，同时，具有夹角的燃气喷管和氧气喷管有利于加强燃气和氧气的混合，使燃烧更充分，有利于提高火焰的燃烧温度，以缩短加热时间，降低加热能耗。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构示意图；
19.图2为本实用新型中喷火头的正面示意图；
20.图3为本实用新型中喷火头与套管连接的剖视示意图。
21.图中：1-套管；101-中心氧；102-中心燃气管；103-氧气内管；104-氧气外管；105-燃气外管；106-冷却套管；107-安装法兰；2-喷火头；201-中心喷头；202-外侧喷头；203-燃气管封板；204-氧气管封板；205-燃气喷管；206-氧气喷管；207-稳焰罩；301-点火管；302-中心燃气连接管；303-中心氧气连接管；304-外侧氧气连接管；305-外侧燃气连接管；306-冷却进水连接管；307-冷却出水连接管。
具体实施方式
22.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
23.参考图1至图3，本实用新型提供了一种高稳定性纯氧燃烧器，包括：同轴布置的套管1、与套管1一端端部连通的喷火头2以及与套管1内各供气管道连通的外接管；
24.套管1由内至外依次包括中心氧101、中心燃气管102、氧气内管103、氧气外管104、燃气外管105与冷却套管106。
25.喷火头2包括中心喷头201与外侧喷头202，中心喷头201上设有呈环形分布的氧气喷管206，外侧喷头202上环形分布有燃气喷管205，氧气喷管206与燃气喷管205倾斜布置且两者形成夹角，氧气喷管206与燃气喷管205的出口朝向外侧喷头202的边缘，使喷出的燃气、氧气混合气体呈伞状分布，有利于扩大燃烧火焰的直径，增加加热的面积，而且可以稳定火焰，使温度场均匀可控；氧气喷管206和燃气喷管205固定形成夹角，达到强制混合喷射
气体的目的，提高燃烧温度，缩短加热时间；同时，氧气喷管206的直径较小，燃气喷管205的直径较大，氧气喷管206喷出的氧气具有较高的压力，起到强制混合燃气的目的外还可以增加混合气体的流速，使燃烧更充分、更剧烈。
26.与套管1连接的外接管包括点火管301、中心燃气连接管302、中心氧气连接管303、外侧氧气连接管304、外侧燃气连接管305、冷却进水连接管306、冷却出水连接管307；点火管301与中心氧101连通，中心燃气连接管302与中心燃气管102连通，中心氧气连接管303与氧气内管103连通，外侧氧气连接管304与氧气外管104连通，外侧燃气连接管305与燃气外管105连通，分离式管道连通方式便于精准控制管道内的气压和流速，达到燃烧温度场可控。
27.冷却套管106与燃气外管105的端部连接处设有燃气管封板203，氧气内管103与氧气喷管206的连接处设有氧气管封板204，管封板一是起密封作用，防止相邻的两个管道内气体泄露混合，二是保证喷管处的气压始终稳定，达到稳定火焰的目的；中心氧101与中心燃气管102的出气端设有稳焰罩207，稳焰罩207用于分散中心喷头201射出的燃气与氧气混合气体，使混合气体呈伞状燃烧，提高火焰燃烧范围和稳定性。
28.冷却进水连接管306与冷却套管106的进水端口连通，冷却出水连接管307与冷却套管106的出水端口连通，冷却套管106的进水端口设置在远离喷火头2的一侧，出水端口设置在靠近喷火头2的一侧，使冷却水带走喷火头2处的热量，保证作业过程中的安全。
29.冷却套管106的外壁设置有安装法兰107，以便接长套管1和对套管1进行固定定位，安装法兰107以及管封板、稳焰罩207的连接均是焊接而成。
30.本实用新型的工作原理：将输送燃气的燃气外管105设置在输送氧气的氧气外管104的外侧，在管道的出口处连接有喷火头2，喷火头2上的燃气喷管205与燃气外管105连通，喷火头2上的氧气喷管206与氧气外管104连通，氧气喷管206与燃气喷管205倾斜其呈夹角的布置方式使得氧气和燃气可以强制混合，以提高火焰作用范围和燃烧温度。氧气外管104的内侧还设有氧气内管103、中心燃气管102，与中心喷头201连接，形成喷火头2内部的燃烧区域，使废钢在预热的过程中受热均匀。
31.以上所述仅为本实用新型的较优实施例，该实施例不代表本实用新型的所有可能形式，本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种变形与改进，这些变形与改进仍然在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种高稳定性纯氧燃烧器，其特征在于，包括：同轴布置的套管(1)、与所述套管(1)端部连通的喷火头(2)以及与所述套管(1)连通的外接管，所述套管(1)由内至外依次设置有中心氧(101)、中心燃气管(102)、氧气内管(103)、氧气外管(104)、燃气外管(105)与冷却套管(106)；所述喷火头(2)包括中心喷头(201)与外侧喷头(202)，所述中心喷头(201)上设有呈环形分布的氧气喷管(206)，所述外侧喷头(202)上环形分布有燃气喷管(205)，所述氧气喷管(206)与所述燃气喷管(205)倾斜布置且两者形成夹角。2.根据权利要求1所述的高稳定性纯氧燃烧器，其特征在于：所述外接管包括点火管(301)、中心燃气连接管(302)、中心氧气连接管(303)、外侧氧气连接管(304)、外侧燃气连接管(305)、冷却进水连接管(306)、冷却出水连接管(307)；所述点火管(301)与所述中心氧(101)连通，所述中心燃气连接管(302)与所述中心燃气管(102)连通，所述中心氧气连接管(303)与所述氧气内管(103)连通，所述外侧氧气连接管(304)与所述氧气外管(104)连通，所述外侧燃气连接管(305)与所述燃气外管(105)连通。3.根据权利要求1所述的高稳定性纯氧燃烧器，其特征在于：所述冷却套管(106)与所述燃气外管(105)的端部连接处设有燃气管封板(203)，所述氧气内管(103)与所述氧气喷管(206)的连接处设有氧气管封板(204)，所述中心氧(101)与所述中心燃气管(102)的出气端设有稳焰罩(207)。4.根据权利要求2所述的高稳定性纯氧燃烧器，其特征在于：所述冷却进水连接管(306)与所述冷却套管(106)的进水端口连通，所述冷却出水连接管(307)与所述冷却套管(106)的出水端口连通。5.根据权利要求1所述的高稳定性纯氧燃烧器，其特征在于：所述氧气喷管(206)与所述燃气喷管(205)的出口朝向所述外侧喷头(202)的边缘。6.根据权利要求1至5任一项所述的高稳定性纯氧燃烧器，其特征在于：所述冷却套管(106)的外壁设置有安装法兰(107)。

技术总结

本实用新型涉及冶炼燃烧器领域，公开了一种高稳定性纯氧燃烧器，包括：同轴布置的套管、与套管端部连通的喷火头以及与套管连通的外接管，套管由内至外依次设置有中心氧、中心燃气管、氧气内管、氧气外管、燃气外管与冷却套管；喷火头包括中心喷头与外侧喷头，喷火头采用喷管喷出气体，增加了燃气、氧气的流速，使得火焰能够更好的穿透废钢孔隙，加快加热速率，中心喷头上设有环形分布的氧气喷管，外侧喷头上环形分布有燃气喷管，氧气喷管与燃气喷管倾斜布置且形成夹角，可有效增加火焰直径，使加热面积更大，具有夹角的燃气喷管和氧气喷管加强了燃气和氧气的混合，使燃烧更充分，有利于提高火焰的燃烧温度，以缩短加热时间。以缩短加热时间。以缩短加热时间。