[發明專利]一種復合材料氧煤噴槍

有效

• 申請號: 202210018900.3
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114018058B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 劉樹鋼;李雷;張靈修;趙立順;劉志浩
• 申請（專利權）人: 唐山精研實業有限責任公司
• 主分類號: F27D3/16
• 分類號: F27D3/16;F27D3/18;C21B5/00;C21B7/00;C21B11/00;C21B13/00
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本發明公開一種復合材料氧煤噴槍，屬于直接還原和熔融還原煉鐵領域。包括噴氧槍、噴煤槍、至少一套水冷結構、耐火復合材料、錐形密封面，所述噴煤槍直線插入噴氧槍中心，或平行布置于噴氧槍上部外側，所述水冷結構由進水管、出水管、螺旋冷卻水管組成，且為一體連接結構，水冷結構由銅水鑄造成一個整體水冷通道形成厚壁無縫銅管;所述螺旋冷卻水管纏繞于噴氧槍和噴煤槍，冷卻水從進水管進入槍體前端，再沿螺旋冷卻水管流至槍體后部的出水管流出。冷卻系統使前端和整個槍體均處于高速低阻損水冷狀態，即使在氧氣燃燒著的鐵水流股沖擊下，也可避免出現過冷膜態沸騰狀態，防止槍體損耗，適合熔融還原等超高溫條件的插入式氧（和、或）煤噴吹。

技術領域

本發明屬于直接還原和熔融還原煉鐵領域，特別是涉及了Hismelt、FINEX 等熔融還原工藝的插入式氧煤噴槍的設計和改進，具體為一種復合材料氧煤噴槍。

背景技術

熔融還原噴氧和、或噴煤是一項全新技術，對于富氫、節能降碳、減少總污染物產生量具有革命性意義。目前對熔融還原噴煤中氧煤噴槍的研究主要有兩個方面。一方面是氧煤噴槍中噴煤管的插入方式。這對于煤粉在爐內的燃燒率、氧氣與煤粉混合情況和氧煤噴槍的磨損程度有很大的關系；另一方面是氧煤噴槍的安全性。由于噴射的是純氧，爐內的溫度可達到2200℃以上，并且會遇到氧氣燃燒著的鐵水流股的沖擊，這對氧煤噴槍的冷卻結構和材料的設計提出了更高的要求。

現階段氧煤噴槍的設計形式多種多樣，但所噴射的氧都為高爐鼓風中的富氧，槍口前溫度相比噴射純氧時要低很多，因此普通的高爐氧煤噴槍在安全性上達不到熔融還原工業生產的要求；另一方面，氧氣與煤粉的混合程度對于煤粉噴射入爐內后的燃燒效率有直接的影響，高爐氧煤噴槍中富氧空氣與煤粉的混合后狀況和熔融還原中純氧與煤粉的混合后狀況是完全不同的。因此普通的氧煤噴槍在熔融還原中所需的煤粉與氣體混合上也達不到要求。

北京科技大學吳鏗等為COREX工藝研發的CN201362726Y，采用了焊接水箱式槍體和直管將冷卻水送至氧煤噴槍前端，強化了前端的冷卻，而槍身的水流速則較慢，槍身的冷卻強度較弱；而CN201362725Y的外置噴煤槍的冷卻強度更低，只能在COREX爐墻中使用，如果插入其它熔融還原爐內高溫區則較容易燒損。

上海寶鋼工程技術有限公司陳玉明研發的CN201497374U，也采用了水冷套，但對其水冷結構和材質沒有更深入的研究。

上海開寶噴槍廠王智公布的鐵水預處理及鋼水爐外精煉所使用的渣線增厚錐形噴槍CN2404000Y，在無縫管外裹錐形耐火材料層，盡管延長了一些使用壽命，仍達不到熔融還原工藝的壽命要求。

廣東梅雁吉祥水電股份有限公司何偉光等研發的帶有組合式耐高溫結構的噴煤槍CN104534499，其耐高溫緊固件和定位螺柱仍不適合2000℃以上和鐵水沖擊的使用條件。

山東墨龍石油機械股份有限公司張云三，郭玉琳等公布了一種冶金行業用固體料注入裝置CN206410513U，以及該公司張冠琪，袁興倫等公布的一種熔融還原爐用悶爐噴槍CN212476807U，均采用了套管式水冷結構，內環水行至噴槍前端后，再折返沿外環道流回噴槍后部排出，其冷卻強度和噴槍壽命仍不理想。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合材料氧煤噴槍，解決在熔融還原爐中2200℃以上的高溫下，并且會遇到氧氣燃燒著的鐵水流股的沖擊的工作條件下，氧煤噴槍安全使用的問題。并使噴煤管能有效提高熔融還原噴煤中的煤粉燃燒效率。