[发明专利]高炉喷煤二次混合器

说明书

技术领域

本发明属于冶炼类，尤其涉及一种高炉喷吹煤粉时应用的混合器。

背景技术

高炉喷吹煤粉技术是利用价格低廉的非炼焦煤部分代替价格昂贵的冶金焦碳。该技术有利于高炉的强化冶炼和炉况顺行，可大幅度提高高炉的技术经济指标，还可缓和对焦碳的需求，减少兴建焦炉的基建投资，降低炼焦生产对环境造成的污染等，所以经济效益和社会效益都很显著。因此努力提高煤比成为各炼铁厂降低生铁成本的重要途径。

目前，高炉喷吹煤粉装置包括喷煤罐、混合器、分配器、喷枪。喷煤罐使用的混合器主要有喷射混合器、流化混合器、流化床混合器。多管路下出料喷吹多采用喷射混合器，但这种结构煤粉混合浓度低，而且浓度不均匀，不易实现煤量自动控制。流化混合器、流化床混合器多用于单管路加分配器喷吹方式中，这两种混合器在实际使用中存在不宜检修、喷吹使用气量较大、喷吹固气比限制在一定浓度以下等缺陷。

流化混合器是流化床混合器和喷射混合器的进化，其工作过程集结了流化床混合器和喷射混合器两者的优点，相对来说节约了载气量，有利于提高固气比、降低煤粉流速，但在高罐压、大煤量喷吹过程中该混合器表现出以下缺陷：混合煤粉不均，喷吹管道中心煤粉浓度较高，四周煤粉浓度较低，影响喷吹煤量的提高；尤其在喷吹总管路大于200米的喷煤实践中表现尤为突出。

载气方面：空气喷吹理论上对煤粉燃烧有利，但在实际运行中由于空气中水分不能很好脱离，造成喷吹系统煤、气混合不均匀、喷枪堵塞严重，严重时混合器下部滴水、从喷枪放出的煤粉为潮湿的煤团，完全体现不出空气喷吹的优点。

当使用氮气作为喷吹煤粉的载气时，固气比可提高到60Kg/m^3-65 Kg/m³，载气量一般只能占到高炉风量的0.25%，相当于高炉鼓风中氧气减少0.05%，当进一步采取措施将固气比提高到80Kg/m^3-85 Kg/m³时，载气量只占到高炉风量的0.18%，喷吹氮气对高炉炉况、煤粉燃烧的影响微乎其微。由于喷吹相同煤量时使用氮气量比空气量减少40%，喷枪中煤粉流速的降低有利于煤粉的燃烧，通过试验表明：使用氮气喷吹固气比为60Kg/m^3-65 Kg/m³时与使用空气喷吹固气比40Kg/m³时比较，煤粉在高炉中的燃烧情况基本相同，布袋灰含碳量基本相等。

总之，现有喷煤总管道混合煤粉不均，喷吹管道中心煤粉浓度较高，四周煤粉浓度较低；喷枪中喷吹煤粉存在比较严重的脉动现象，尤其在喷吹总管路大于200米的喷煤实践中表现尤为突出。

如果能通过设备改进进一步优化工艺，使喷吹煤粉的固气比提高到75 Kg/m³时，喷煤管道中仍不出现脉动现象、喷枪堵塞仍能控制在正常范围内时，将极大的提高了喷吹煤粉的浓相程度，煤粉流速的降低使得煤粉的燃烧率得以提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高炉喷煤二次混合器，在喷煤总管道中端通过喷煤二次混合器，实现煤粉二次混合，克服原喷射混合器混合不均匀的缺点，使喷煤总管路终端固气比达到70Kg/m^3-75Kg/m³，实现了均匀、浓相喷吹煤粉。

技术方案：本发明包括喷煤总管道、煤气双层管道连接件、输气管、输气管气量控制阀门、混合器芯、变径管；

所述煤气双层管道连接件为双层管结构，其内管为煤粉通道，外管为气通道，外管与输气管相通；煤气双层管道连接件一端通过法兰与喷煤总管道入口端连接，另一端通过法兰连接混合器芯，其中与混合器芯连接的法兰，中间部位开有一个混合槽，混合槽有一孔与气源相通；

所述混合器芯为柱形中空铸体，铸体两侧带有密封槽，安装O型密封圈与两侧法兰连接；铸体径向对称开有两混合气通孔，与两混合气通孔垂直方向设置有混合气孔调节螺栓；

变径管位于混合器芯与喷煤总管道出口之间；

输气管从喷煤总管路补气阀处氮气管道上引入，输气管上设置有输气管气量控制阀门。

有益效果：采用二次混合器后，能有效消除喷吹总管道中煤、气混合不匀现象，消除煤粉喷吹中的脉动现象，减少喷枪堵塞次数，实现浓相均匀喷吹。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中煤气双层管道连接件的结构示意图；

图3为本发明中混合器芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图加以详细说明。

如图所示：