專利名稱:用于向高爐噴吹粉狀物料的裝置的制作方法
本發明涉及到向高爐噴吹粉狀物料、特別是煤粉。
眾所周知，向高爐噴吹煤粉可降低焦炭的消耗。這樣的煤粉是通過一個噴吹管通入來自考巴氏熱風爐的熱風中。
已知的這樣的噴吹裝置包括一個伸入到高爐中的熱風嘴、一個與風嘴同軸相接以便通入熱風的噴嘴、一個在噴嘴上并與它成一定角度的直接通向風嘴的支管和一個穿過支管插到風嘴中的噴吹管。在這些已知的裝置中，噴吹管是直管，它與風嘴的軸線所成的傾斜角與噴嘴上的支管與風嘴軸線間的傾斜角相同，即一般為15°。
雖然已經發明這種已知技術在許多方面取得了令人滿意的效果，但是仍然存在缺乏靈活性的缺陷。更具體地說，采用這種技術，要改變噴吹管出口端在風嘴中的位置就不容易了。然而，選擇這個位置也是很困難的，因為這要取決于幾個相互矛盾的參數根據某些參數，噴吹管應該盡可能深地插入風嘴，而根據另外一些參數，噴吹管又不應該太深地插入風嘴。對于一個與風嘴軸線傾斜成15°角的直噴吹管來說，在不出現質量問題的前提下，離開它的正常位置是不可能的。
本發明的目的是提出一種新型的噴吹裝置，該裝置具有更大的靈活性，并且在選擇噴吹管出口端的理想位置時，允許在風嘴的大部分區間內進行測定。
這一目的的實現是由于采用了軸線呈圓弧形的噴吹管的緣故，噴吹管軸線的圓弧凸側朝向噴嘴和風嘴的軸線。由于噴吹管被設計成圓弧形，管子就能夠圍繞它的曲率中心作一定量的回轉運動，在保持管子端部與風嘴軸線構成適當傾斜的同時，可相當深地插入到風嘴之中。
為了防止噴吹管過早地出現磨損并為了簡便起見，管子的曲率半徑至少應該是管子內徑的100倍。
在任何情況下，如果噴吹管的曲率半徑太小，就不能使按傳統方式安裝的風嘴和附加構件罩在管子的外面，管子也不可能從這些構件中抽出。
如果管子的曲率半徑足夠大，就可使噴嘴上的支管具備其內通道既允許直管插入也允許弧形彎管插入的優點。
通常，當采用電子槍過熱來自考巴氏熱風爐的熱風，使高爐生產更經濟一些時，本發明所提供的裝置具有更大的優越性。
過熱熱風確實會使煤粉燃燒得更快一些(實際上當它剛從噴吹管噴出時就開始燃燒了)，由此卻產生了兩個問題噴吹管本身的耐熱性和風嘴的耐熱性問題。
根據本發明，采用圓弧形噴吹管，可使管子的出口端更加深入風嘴，這樣，可避免產生任何與過熱溫度(及煤粉的機械磨損)有關的問題。
還是為了便利起見，提供一個冷卻系統來冷卻噴吹管以及噴嘴和它的支管。
參照附圖閱讀如下部分，就會更容易地理解本發明，在這些附圖中
圖1是一個高爐風口以及相關的構件的縱向剖面圖，插入到風口中的裝置是根據本發明而設計的;
圖2是風嘴、噴嘴和噴嘴支管的縱向剖面圖，圖中還分別標出了傳統噴吹管和根據本發明設計的噴吹管的軸線位置(為了清楚起見，用噴吹管的軸線而不是用它們的真實輪廓線表示這些管子);
圖3是沿著圖2Ⅲ-Ⅲ剖切線的橫向剖面圖，它示出了噴嘴支管的內通道和在通道內的管子。
首先參見圖1，這里示出了按傳統方式用水冷鑄鐵風口3和外套4安裝在高爐爐壁2上的熱風風嘴1。
風嘴1的前端5伸進高爐，位于爐缸上部。
頂在風嘴1后端的球面支承面上的噴嘴6與風嘴同軸地延伸，它接收來自鵝頸管7以及來自高爐使用的其它傳統的供風裝置提供的熱風。
噴嘴6上備有一個傾斜的支管8，它與噴嘴及風嘴軸線9之間的夾角為15°，支管是用來插入噴吹管的。
根據現有技術，噴吹管是一根直管，它的軸線與支管8的軸線10重合或與它平行。噴吹管插到風嘴中的軸線9與10的交點I處，這就是說噴吹管插進風嘴中的距離最多不超過7厘米，而風嘴本身的長度為50或60厘米。
根據本發明，噴吹管是彎曲的，它的軸線11在圖2中用虛線表示。軸線所形成的圓弧的半徑至少等于管子內徑的100倍，以防止因煤粉通過而產生磨損問題。
根據本發明的一個實施例，噴吹管的內徑是20毫米，而它的曲率半徑是3200毫米。
由于噴吹管有彎曲度，因而就有可能使管子的出口端插到風嘴內軸線9與11的相交處J點上，將此點與I點比較可以看出它伸入到風嘴內的距離要比I點遠(在上述的實施例中，管子伸進風嘴中的距離是44.5厘米，而不是原來的7厘米)。此外，伸進風嘴的噴吹管與風嘴軸線間的夾角小于軸線10與軸線9所成的15°夾角。這就證明了，這種管子非常適合于噴吹方法所用的標準器械，也適合于它的最初控制或試驗。
的確，這就有可能實現在運動噴吹管(通過讓管子圍繞它的曲率中心旋轉)時，使軸線11總是保持在同一圓周上，而管子的出口端或前或后的運動使它或多或少離開了J點在所有的情況下，噴吹管總是以比軸線10的傾斜角小的角度伸入到風嘴之中。這樣就有可能在約1米的調節范圍內，通過讓噴吹管保持在與風嘴軸線比較接近的位置上而變化它插入風嘴的深度來試驗噴吹管出口端位置的全部范圍，這樣就能在決定管子出口端理想位置的各種矛盾因素中找到一個理想的位置。這些矛盾因素是一方面為了減少煤粉對風嘴管壁的磨損而應該使噴吹管出口端更深地伸入到風嘴中去;而另一方面為了使煤粉更快地、更充分地與過剩氧燃燒，應該使噴吹管的出口端向后移。
如圖3所示的噴嘴支管8的內通道12的橫截面形狀是有利的，它是由兩條直線段把兩段半圓弧連接起來而成。根據上述的實施例，兩段半圓弧的半徑和兩條直線段的長度都是25毫米。
根據這種設計，對于同一個噴嘴，無論是采用根據本發明給出的噴吹管，還是采用一種傳統的直噴吹管都是可行的。
就已知方法本身來說，當使用一個電子槍13(見圖1)過熱熱風時，應用本發明具有特殊的優越性。噴嘴6內襯耐火材料襯14并帶有一個水冷系統(見圖1和圖3)。
高溫使煤粉一出噴吹管就開始燃燒。因此，很重要的一點就是與傳統的直管插入相矛盾的是，為了保持風嘴的耐熱性而需將噴吹管的出口端更深地插入到風嘴中。根據本發明給出的弧形噴吹管正確地解決了這個問題。
當使用電子槍時，弧形噴吹管還必須能夠承受住高溫。因此必須提供一個冷卻系統，例如安裝下述三種方案中的任意一種冷卻系統。
根據第一種形式，其中通過空氣和煤粉混合物的噴吹管的中心管由一個雙層環形外套包圍，冷卻水在外套中循環。考慮到其中可用空間很小，冷卻系統采用的是水膜冷卻系統(water streak system)(水膜厚度約為2毫米)，冷卻電子槍的去離子高純水可以很便利地用于這個系統。
根據第二種形式，在噴吹管的中心管上外套一個環形套管，套管內通入高速空氣(例如83米3/小時)。
根據第三種形式，在噴吹管的中心管16(見圖3)外套一個環形套管17，套管內通入液態碳氫化合物。
權利要求
1、一種用于向高爐噴吹粉狀物料例如煤粉的裝置，這種裝置包括一個插入到高爐中的熱風風嘴、一個與風嘴同軸對接以便通入熱風的噴嘴、一個在噴嘴上并與它成一定角度的通向風嘴的支管和一個穿過支管插入到風嘴中的噴吹管，在此裝置中，噴吹管基本上是圓弧形的它的凸側朝向噴嘴和風嘴的軸線。
2、根據權利要求
1的一種裝置，其中噴吹管的曲率半徑至少等于它的內徑的100倍。
3、根據權利要求
1的一種裝置，其中噴吹管是被冷卻的。
4、根據權利要求
3的一種裝置，其中噴吹管是利用水在一個雙層環形外套中循環來進行冷卻的。
5、根據權利要求
3的一種裝置，其中噴吹管是利用通入高速空氣到一環形套管中來進行冷卻的。
6、根據權利要求
3的一種裝置，其中噴吹管是利用注入液態碳氫化合物到一環形套管中來進行冷卻的。
7、根據權利要求
1的一種裝置，其中噴嘴上的支管是被冷卻的。
8、根據權利要求
1的一種裝置，其中上述裝置在噴嘴的進風口處安裝有一個電子槍。
專利摘要
本發明涉及一種向高爐噴吹粉狀物料例如煤粉的裝置，該裝置是由一個伸入到高爐中的熱風風嘴、一個與風嘴同軸相連以便通入熱風的噴嘴、一個在噴嘴上并與它成一定角度的直接通向風嘴的支管和一個穿過支管伸進風嘴中的噴吹管組成。根據本發明，噴吹管基本上是圓弧形的，它的凸側朝向噴嘴和風嘴的軸線。 圓弧的曲率半徑至少等于管子內徑的100倍。
文檔編號F27B1/00GK86102628SQ86102628
公開日1986年11月19日 申請日期1986年4月15日
發明者亞恩·迪·拉薩特·迪·普里希尼, 邁克爾·施尼德 申請人:法國冶金研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan