[发明专利]一种高炉富氧喷煤装置及其离线装卸的方法

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，尤其是一种高炉富氧喷煤装置及其离线装卸的方法。

背景技术

高炉喷煤采用富氧措施，是提高煤粉燃烧率和提高喷煤数量的主要手段。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，不能提供更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。因此，对氧煤枪的开发，倍受高炉工作者重视。其主要原因是：从燃烧反应的角度，只需要制造出局部有利于煤粉燃烧的富氧环境，强化氧气与煤粉间的混合，就可以实现少富氧大喷煤，大幅度降低生铁成本，从而可改变现行的在热风中进行高富氧的不经济的技术发展模式。

使用氧煤枪技术，可以实现少富氧大喷煤的目的。但遗憾的是，现有采用过的氧煤枪，仅是类似ZL91224336.8套管式喷枪，它主要是由两根金属材质的钢管组成。这种氧煤枪的寿命极短，是因为在氧煤枪所形成的局部富氧环境下，迅速地加快了自身承受高温后的被氧化速度，从而使其寿命大大缩短。虽然尽管各式各样的保护结构被应用，旨在减缓金属材料的氧化速度，终因无法解决氧煤枪的寿命问题，而使所谓的氧煤枪技术，成为可望而不可及的世界性难题。

非金属陶瓷具有耐高温、耐磨、抗氧化的优异性能，如果用来制造氧煤枪或者富氧喷煤装置，可以大幅度提高使用寿命。但在现有在线插枪喷煤方式的局限下，要使用非金属陶瓷材料来制造将成为不可能。这是因为，在现有在线插枪喷煤的方式下，即在高炉处于送风的生产状态下，在线更换氧煤枪或者富氧喷煤装置，必须顶住炉内热风压力、并通过碰撞方式打开弹子阀，才能将氧煤枪或者富氧喷煤装置插入送风支管的插枪孔通道内。由于碰撞的情况必然存在，因此，如果使用非金属陶瓷材料来制造氧煤枪或者富氧喷煤装置，也必然在在线插枪的过程中会因碰撞而立即造成破损。

为此，有必要改变现有在线插枪喷煤的方式，解除使用非金属陶瓷材料所存在的局限，使得有条件使用非金属陶瓷材料来制造氧煤枪或者富氧喷煤装置，显著提高氧煤枪或者富氧喷煤装置的耐高温、耐磨、抗氧化的性能，显著延长其使用寿命，以此来实现局部富氧的喷煤技术在高炉生产中被普及和广泛使用，实现少富氧大喷煤的目的。

发明内容

本发明的目的是提出一种高炉富氧喷煤装置，它是在离线插枪喷煤方式的前提下，采用耐高温、耐磨、抗氧化的陶瓷材料做关键核心部件来制造富氧燃烧器，并将其安装于喷枪和套管的出口，从而使氧气和煤粉能分散喷射于热风中，形成局部富氧条件；同时，采取系统性的保护措施，大幅度提高富氧喷煤装置的使用寿命。为此，本发明同时还提出了一种高炉富氧喷煤装置离线装卸的方法。

一种高炉富氧喷煤装置，至少由富氧燃烧器、密封装置、风口、送风支管、喷枪、套管、定位件、保护管组成，具体包括：

——富氧燃烧器是安装于喷枪和套管的出口端；

——密封装置同时将喷枪和套管锁紧和密封，或者单独将套管锁紧和密封；

——氧气从氧气接口进入，并通过喷枪和套管的间隙，到达富氧燃烧器安装座的环形腔内；煤粉从喷枪尾端的连接头入口进入，通过喷枪进入富氧燃烧器的煤道内；

——保护管紧接富氧燃烧器的陶瓷后套，被定位件固定在套管上，将套管裸露于送风支管的热风通道内的部分完全覆盖，使得套管免受热风气流冲击；

——定位件支撑在送风支管的插枪孔通道的内壁，以防止喷枪、套管、保护管和富氧燃烧器在使用过程中抖动；

——在富氧燃烧器内，喷枪和套管共同与安装座的连接部位，被陶瓷后套覆盖，使得该连接部位免受热风气流冲击；

——在富氧燃烧器内，陶瓷煤粉喷嘴被三个氧气喷嘴通过沉头螺纹连接方式固定在安装座上，进入安装座内环形腔的氧气，是通过该三个氧气喷嘴向热风中进行喷射的；

——在富氧燃烧器内，陶瓷煤粉喷嘴的煤道，是从圆形入口过渡到“Y”形的窄缝出口，或者从圆形入口过渡到三个小孔形状的出口，煤粉是通过该“Y”形的窄缝出口或者三个小孔形状的出口向热风中进行喷射的；

——在富氧燃烧器内，氧气喷嘴和陶瓷煤粉喷嘴的中心线是平行的，它们与喷枪的中心线的夹角a在0～15°之间；

——富氧燃烧器的陶瓷煤粉喷嘴，沿喷枪中心线投影的轮廓最大尺寸D大于保护管的直径、但小于送风支管的插枪孔通道的直径。

上述的风口是大入口直径的风口，其风口通道是双锥度的，风口通道出口段的锥度大于入口段的锥度，风口的入口直径为160～200mm，优选是等于或者大于180mm。