[发明专利]燃烧器、燃烧器的操作方法及冷铁源的熔解和提纯方法

权利要求书

1.一种燃烧器，其特征在于，具备：

助燃性气体供给路，朝向设置于所述燃烧器的前端侧中心部的助燃性气体喷出口供给助燃性气体；

燃料供给路，朝向设置于所述助燃性气体喷出口的周围的燃料喷出口供给燃料；以及

防护喷嘴，从围绕所述燃料喷出口的周围，相比于设置有所述助燃性气体喷出口及所述燃料喷出口的前端面向前方更突出，

所述助燃性气体供给路包括拉瓦尔喷嘴和扩径喷嘴，所述扩径喷嘴从所述拉瓦尔喷嘴的前端朝向所述助燃性气体喷出口逐渐扩径，

所述防护喷嘴具有从所述前端面朝向前方逐渐缩径的形状，

将所述扩径喷嘴的最大直径设为d₃，将所述防护喷嘴的前端的直径设为d₄，将相对于供给的助燃性气体的流量以化学计量比、即以氧比＝1燃烧所需的燃料的流量设为Q_f时，所述d₃及所述d₄被设定为由下式(1)求出的将所述Q_f除以面积A得到的燃料的流速V满足50≤V≤200，其中所述面积A为从所述防护喷嘴的出口面积减去所述扩径喷嘴的出口面积后的面积，其中d₃、d₄的单位为m，Q_f的单位为Nm³/h，V的单位为Nm/s，

V＝(Q_f/3600)/A…(1)

A＝π/4×(d₄²-d₃²)。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述助燃性气体供给路包括从所述扩径喷嘴的前端朝向所述助燃性气体喷出口且为相同直径的同径喷嘴。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，在整个所述同径喷嘴的内周面上设置有凹槽部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，在所述扩径喷嘴中，将直径最大的前端侧的剖面积设为A₁，将直径最小的基端侧的剖面积设为A₂时，满足1.5≤A₁/A₂≤3.0。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述扩径喷嘴的开口角为所述拉瓦尔喷嘴的扩径侧的开口角以上，并且所述扩径喷嘴的半顶角为30°以下。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料喷出口由相对于所述助燃性气体喷出口排列为同心圆状的多个孔部构成。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料喷出口由相对于所述助燃性气体喷出口形成为同心圆状的孔部构成。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述防护喷嘴的半顶角为5°～45°。

9.一种燃烧器的操作方法，其特征在于，使用根据权利要求1～8中任一项所述的燃烧器，并使用浓度为20.95％～100％的氧气作为所述助燃性气体。

10.根据权利要求9所述的燃烧器的操作方法，其特征在于，将从燃料喷出口喷出的燃料的流速设为10m/s以上。

11.根据权利要求9或10所述的燃烧器的操作方法，其特征在于，将氧比设为1～10。

12.一种冷铁源的熔解和提纯方法，其特征在于，使用根据权利要求1～8中任一项所述的燃烧器，所述方法包括：

将冷铁源熔解的熔解工序；和

将冷铁源熔解之后进行提纯的提纯工序，

在所述熔解工序中，将氧比设为1～5，

在所述提纯工序中，将氧比设为3～10，

在所述熔解工序及所述提纯工序中，分别独立地设定燃料的流量。