[发明专利]一种高炉送风装置及其喷吹煤粉的燃烧方法和富氧方法

说明书

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及高炉喷煤技术和高炉送风技术，尤其是涉及高炉送风装置，同时涉及高炉喷吹煤粉的燃烧方法和高炉喷吹煤粉的富氧方法。 

背景技术

众所周知，高炉喷吹煤粉的现有方法是：在每个风口的直吹管上，将1支或者2支喷煤枪以其中心线大致与直吹管中心线呈10～13°的夹角斜插入直吹管，喷煤枪中心线与直吹管中心线相交的点位于风口通道内，其枪头伸入风口通道内100～300mm向热风中喷煤。这大大缩短了煤粉在热风中进行预热和燃烧的时间，极不利于提高煤粉在炉内的燃烧率。同时，喷煤枪斜插在风口内的热风通道中，显著地阻挡了热风气流，并造成很强的涡流，这使煤粉不能按照理想的方式通过风口，部分煤粉被涡流卷入后将直接磨损风口。 

长期以来，人们一直试图改变直吹管和风口内热风和煤粉混合的条件，从而强化煤粉在直吹管和风口内的预热、干馏和燃烧过程，使煤粉在炉内的燃烧率提高，增加喷煤数量。中国专利ZL95117477.0既是以此为目的。它是将一个长度为80～120mm的旋流器安装在直吹管的出口段，喷煤枪比正常位置后退150～200mm，插至中心部分的圆柱型通风道的入口进行喷煤。遗憾的是，由于该旋流器太短，只相当于增加了煤粉在直吹管内提前预热不足10ms的时间，使该发明的实际效果有限；并由于它的位置太靠前，妨碍了高炉正常生产条件的捅风口和堵风口作业，因而未能在高炉生产中得以实际应用。 

从窥视孔插入喷煤枪，伸到直吹管的入口处，整个直吹管通道就成为煤粉预热、干馏、燃烧的空间，这大大提高了高炉喷吹煤粉的燃烧率。中国专利ZL90212210.X正是以此为目的。它的问题是：直吹管的长度一般在1.5～2m左右，煤粉在其中的停留时间将超过在风口回旋区内的停留时间(一般为50ms)，同时直吹管内空气的过剩系数为2～3以上，远远超过煤粉实现完全燃烧的需要。因此，煤粉在直吹管中具备完全燃烧的条件，这将造成直吹管内的温度有可能到达煤粉燃烧的理论温度，即超过2000℃。这样的温度是专利ZL90212210.X使用的直吹管所不可能承受的。 

在现有技术中，高炉富氧的主要方式为：机前富氧和机后富氧。它们都是以不同的方式将氧气加入冷风中，在经过热风炉后，氧气在热风中已经完全混匀，因此，这种富氧方式不能提供有利于煤粉燃烧的局部富氧条件。而提供局部富氧条件的方法，在现有技术中是使用氧煤枪喷煤技术。但鉴于氧煤枪在技术上至今无法解决自身的使用寿命问题，从而使采用氧煤枪实行局部富氧的喷煤技术，始终未成为现实生产中被普及和广泛使用的实用技术。 

发明内容

本发明是提出一种新的高炉送风装置，并在此装置上实现从窥视孔或者从直吹管中部插枪喷煤，形成新的高炉喷吹煤粉的燃烧方法，或者同时从窥视孔或者直吹管中部分别插入喷煤枪和富氧枪，形成高炉喷吹煤粉的富氧方法，其目的是消除现有技术或者发明所存在的上述技术缺陷和问题。 

一种高炉送风装置，是由直吹管、弯头和管道砖组成，直吹管与风口接触的凸球面端头为水冷却结构，从弯头内的窥视孔通道口直到直吹管出口的整个热风通道内，部分或者全部砌筑了管道砖；在砌筑了管道砖的部分，热风通道被分隔成内外两层，即内层为中心通道和外层为环形通道；在该两层通道所在范围内，中心通道的空间和环形通道的空间，或者是通过部分管道砖之间预留的间隙实现连通，或者是被管道砖完全隔离；在直吹管的热风通道中部，当正对插枪孔处砌筑有管道砖时，该管道砖(以下简称“砖”)是使中心通道和环形通道的空间完全隔离，但中心通道与插枪孔之间却能够保持连通。