[發(fā)明專利]一種向純氧冶煉移動(dòng)填充床熔煉爐噴吹煤粉方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710038416.2
• 申請(qǐng)日: 2007-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101270873A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周渝生;林金嘉;李維國(guó);徐萬(wàn)仁;張友平;范建峰;郭麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): F23C5/08
• 分類號(hào): F23C5/08;F23D1/00
• 代理公司: 上海開(kāi)祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 費(fèi)開(kāi)逵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶煉噴吹煤粉技術(shù)，特別涉及一種向純氧冶煉移動(dòng)填充床熔煉爐噴吹煤粉方法及其裝置。

背景技術(shù)

為了節(jié)省焦炭，近年來(lái)噴吹煤粉已成為現(xiàn)代高爐以煤代焦，降低產(chǎn)品成本的重要手段。歐洲專利EP27822介紹了一種三通道高爐煤粉燃燒器，該燃燒器有相互分離的同軸通道，由內(nèi)到外，分別為空氣作載氣的煤粉通道、富氧通道和控制火焰溫度的氣體通道，該燃燒器體積和重量較大，給爐前操作帶來(lái)不便，由于增加了溫度控制氣體通道，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，其控溫氣體進(jìn)入高爐內(nèi)，有可能影響高爐內(nèi)冶煉順行。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N93118519.X、CN92205037.6、CN99801352.8公開(kāi)了煤粉燃燒器，其采用相互分離的同軸通道分別噴吹煤粉和氧氣，但是這些氧煤燃燒器都是為高爐噴煤專門設(shè)計(jì)的，都是斜插入高爐風(fēng)口直吹管內(nèi)噴煤及給熱風(fēng)局部富氧，其設(shè)計(jì)的富氧率都低于鼓入熱風(fēng)總量的30％，其設(shè)計(jì)形式及能力都不適合于噴入純氧的移動(dòng)填充床熔煉爐。

在純氧填充床熔煉爐設(shè)計(jì)中，由于純氧與鼓吹熱空氣相比，沒(méi)有多余的氮?dú)猓等氲募冄趿勘瓤諝夤娘L(fēng)量量減少了79％以上，風(fēng)口直徑及風(fēng)口循環(huán)區(qū)的尺寸大幅度縮小，冷態(tài)吹入的氧氣沒(méi)有高爐熱風(fēng)的顯熱，煤粉的燃燒效率也會(huì)嚴(yán)重降低，而且為避免燒壞風(fēng)口使火焰高溫區(qū)燃燒帶遠(yuǎn)離風(fēng)口，煤粉氧氣應(yīng)達(dá)到一定的噴出速度。為此有必要為純氧鼓風(fēng)的移動(dòng)床熔煉反應(yīng)爐設(shè)計(jì)專門的氧煤燃燒裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種向純氧冶煉移動(dòng)填充床熔煉爐噴吹煤粉方法及其裝置，其適合于純氧移動(dòng)填充床熔煉爐噴吹煤粉，燃燒穩(wěn)定，噴煤能力大，使用壽命長(zhǎng)，氧煤混合均勻，燃燒效率高。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，

一種向純氧冶煉移動(dòng)填充床熔煉爐噴吹煤粉方法，采用包括水冷風(fēng)口、氧氣直吹管和噴煤槍構(gòu)成的噴煤裝置；其中，水冷風(fēng)口為銅質(zhì)多通道水冷卻的氧氣風(fēng)口，由氧氣直吹管將與兩端的吹氧總管和水冷風(fēng)口連結(jié)；

噴煤槍是與氧氣直吹管為同軸圓形鋼管，位于風(fēng)口和氧氣直吹管的中心，是與氧氣直吹管相隔離的套管；在噴煤槍頭部設(shè)計(jì)了改善氧氣與煤粉的混合水平的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流槽，使氧氣的產(chǎn)生旋流，旋流度為0～6，出口流速為180～300m/s；

噴煤槍頭部與水冷風(fēng)口之間由噴煤槍頭上的數(shù)個(gè)凸出、等高的旋流器導(dǎo)流筋分隔開(kāi)，氧氣旋流器導(dǎo)流筋的設(shè)計(jì)原則是使氧氣的旋流度為0～6，保證出口流速為180～300m/s的氧氣與煤粉充分混合，噴煤槍尾部有與吹氧總管聯(lián)結(jié)的自動(dòng)關(guān)閉球伐及快速密封接口以及與煤粉輸送管聯(lián)結(jié)的快速接頭，便于噴煤槍的快速插入、更換及安全使用。旋流度定義為：導(dǎo)流筋的切線與噴煤槍軸線的夾角為0度，則其旋流度為0；導(dǎo)流筋的切線與噴煤槍軸線的夾角為10度，則其旋流度為1；導(dǎo)流筋的切線與噴煤槍軸線的夾角為20度，則其旋流度為2；導(dǎo)流筋的切線與噴煤槍軸線的夾角為27度，則其旋流度為2.7；依此類推，可以通過(guò)更換不同旋流度的噴槍頭的噴槍來(lái)改變噴出的氧氣與煤粉的混合傳質(zhì)的水平，充分利用風(fēng)口循環(huán)區(qū)的空間實(shí)現(xiàn)短火焰燃燒，提高煤粉的燃燒率。

為避免燒壞噴槍頭部，縮回的噴煤槍出口端面與風(fēng)口前端的距離為20～250mm，也可以通過(guò)更換噴槍頭部與風(fēng)口前端距離不同的噴煤槍來(lái)改變噴煤槍頭部的受熱條件，噴煤槍槍身可采用耐磨損的不銹鋼，噴煤槍頭為耐熱合金鋼，如2520(牌號(hào)ZG25Cr20Ni14Si2)等耐高溫抗氧化耐磨損的材料，其使用壽命可達(dá)2000-8000h。

為避免噴煤時(shí)長(zhǎng)噴槍及氧氣直吹管過(guò)大的振蕩或抖動(dòng)，在風(fēng)口大套內(nèi)及氧氣直吹管法蘭內(nèi)設(shè)計(jì)了固定支架。

氧氣直吹管進(jìn)口端的最低壓力為熔煉爐內(nèi)壓力(背壓)加上0.2Mpa，調(diào)節(jié)其總管壓力則可保證風(fēng)口處氧氣速度達(dá)到180～300m/s。噴煤槍頭部與尾部壓差為0.02～0.1MPa，煤粉的載氣壓力大于爐內(nèi)壓力(背壓)與上述壓差之和。

本發(fā)明的向純氧冶煉移動(dòng)填充床熔煉爐噴吹煤粉的裝置，包括，水冷風(fēng)口，其具有一腔體結(jié)構(gòu)，中間設(shè)有一氣體通道；風(fēng)口小套，套設(shè)固定于水冷風(fēng)口后部；風(fēng)口大套，套設(shè)固定于風(fēng)口小套外；氧氣直吹管，同軸插設(shè)于水冷風(fēng)口后端；噴煤槍，同軸插設(shè)于氧氣直吹管內(nèi)中心線上；氧氣總管，通過(guò)連接法蘭與氧氣直吹管相連通。

進(jìn)一步，所述的噴煤槍頭部外側(cè)面設(shè)計(jì)有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流槽，可以改善氧氣與煤粉的混合水平，改變噴出的氧氣與煤粉的混合傳質(zhì)的水平，充分利用風(fēng)口循環(huán)區(qū)的空間實(shí)現(xiàn)短火焰燃燒，提高煤粉的燃燒率。

所述的噴煤槍頭部外側(cè)面的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流槽為數(shù)個(gè)凸出外側(cè)面、等高的導(dǎo)流筋分隔設(shè)置形成。

所述的導(dǎo)流筋的切線與噴煤槍軸線成一夾角。