[發明專利]一種提高了使用壽命的鎳富氧頂吹浸沒式噴槍

無效

• 申請號: 201210364336.7
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102914164A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 劉鑄;吳中生;孟華
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司
• 主分類號: F27D3/16
• 分類號: F27D3/16
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 田玉蘭

技術領域

本發明涉及金屬冶煉技術領域，具體的說涉及提高了使用壽命的鎳富氧頂吹浸沒式噴槍。

背景技術

頂吹爐工藝屬富氧頂吹浸沒式噴槍技術，其技術實質在于使用了浸沒于熔池的垂直噴槍。原設計的噴槍，是由Ausmelt公司設計和制造的，在頂吹爐煉鎳工藝方面還沒有實踐經驗。金川富氧頂吹是首次使用噴槍煉鎳，開創了富氧頂吹工藝煉鎳的先例。

噴槍使用壽命的長短對頂吹爐連續高負荷生產起到關鍵作用，而壽命長短主要取決于噴槍結構、材質以及對噴槍的控制水平。由于Ausmelt公司設計的噴槍存在著如下幾方面的問題：（1）噴槍旋流器結構不合理，造成噴槍槍管冷卻強度不夠，混風室燒損嚴重，噴槍壽命低，一般8小時噴槍槍頭就燒壞。（2）噴槍氧氣管過長，使得氧氣和噴槍風沒能充分混合就吹入熔池中，造成熔池部分物料反應過氧化，引起低鎳锍品位大幅度波動，影響頂吹爐正常生產。（3）噴槍混風室長度過短造成油、煤混合不充分、燃料燃燒不完全，造成單質硫析出。另外，燃料利用率低，噴槍頭部極易損壞，其損壞機理是由于燃料在混合室內沒有完全燃燒，致使使用油噴槍時燃油在混合室內壁燃燒，局部過熱將噴槍混合室從里向外燒穿；使用燃煤噴槍時，燃煤粘接在混合室內壁，影響了噴槍流體對噴槍的有效冷卻，局部過熱將噴槍混合室從外向里燒穿。而且有部分燃料未進入熔池參與反應，直接隨煙氣進入鍋爐，輕者造成鍋爐局部溫度過高，致使此部位鍋爐管壽命降低；嚴重者造成粉煤在鍋爐內爆燃，可能造成鍋爐爆炸。（4）噴槍套筒風管過短，造成二次燃燒區域氧氣含量不足，部分可燃燒物質（如C、CO）與SO₂?反應后生成單質硫，對后續流程中設備影響很大。（5）噴槍只能由爐長通過聆聽噴槍聲音、觀察噴槍晃動和監控噴槍風及噴槍氧氣的背壓來判斷噴槍插入熔池的深度，再通過人為提升或下降噴槍來控制噴槍插入熔池深度。（6）噴槍材質為耐熱較低的304不銹鋼，軟化點很低，易受熱變形彎曲,使得噴槍不能正常插入和提出爐子。

發明內容

本發明的目的就是要消除上述現有技術的不足和缺點,提供一種提高了使用壽命的鎳富氧頂吹浸沒式噴槍。

為達到上述技術效果，本發明采用如下的技術方案：一種提高了使用壽命的鎳富氧頂吹浸沒式噴槍，包括噴槍罩筒、噴槍風管、噴槍氧管、燃料管和混合室，噴槍罩筒、噴槍風管、噴槍氧管管徑依次縮小同軸設置，混合室設置于噴槍出口端，噴槍風管和噴槍氧管間設有多級旋流器，噴槍氧管和燃料管間設有單級旋流器。

優選的，所述單級旋流器為葉片式旋流器，葉片為四片，所述多級旋流器為葉片式旋流器共六級，1-5級為四個葉片，6級為八個葉片。

優選的，所述單級旋流器葉片入口角度為10.5°，出口角度43.3°，所述多級旋流器葉片入口角度分別為18.7°、20.5°、26.6°、33.0°、39.7°、46.8°，出口角度分別為24.8°、31.1°、37.8°、44.7°、52.1°、59.8°。

優選的，所述燃料管與噴槍氧管之間增設取壓管，取壓管為一層同心圓管，取壓管的出口處安裝穩壓取壓器，獲取噴槍頭部所處熔池區域的氣體壓力變化信號。

優選的，所述距噴槍出口端480mm-530mm處設有擋風環板。

優選的，所述混合室長度為800-1100mm。

優選的，所述噴槍氧管和噴槍風管間設有支撐翅片。

優選的，所述噴槍材質為耐高溫合金，至少為310S不銹鋼。

優選的，所述噴槍使用燃料為燃煤時，混合室長度為1000-1100mm。

優選的，所述噴槍使用燃料為燃油時，燃料管出口端增設霧化管，混合室長度為800-1100mm。

本發明的有益效果：

本發明提供的鎳富氧頂吹浸沒式噴槍對旋流器的設置和改進增強了冷卻程度，通過加裝翅片，有效減輕了噴槍的彎曲程度，避免了噴槍因過度彎曲卡在噴槍口而不能正常提升；使氧氣與噴槍風提前混合，經過在噴槍風管內部的混合，氧氣和空氣得到充分混合，混氧效率達到最佳，具有更高的燃燒效率，杜絕燃料附著混合室內壁，將內壁燒穿；在噴槍風管上距離套筒風出口處加裝擋風環板，實現了一氧化碳在爐子上部二次燃燒，有效阻止了單質硫的產生；能夠穩定控制噴槍浸沒深度，確保了工藝過程穩定，且有效延長了噴槍使用壽命，確保噴槍插入熔池的深度始終在控制目標區域間；大大延長噴槍頭部的壽命，降低了噴槍的更換頻次，提高了生產作業率，節約了生產成本。

附圖說明

圖1為本發明各部件結構及裝配示意圖；

圖2為本發明多級旋流器的結構簡圖；