[发明专利]一种纯氧燃烧器及燃烧方法

说明书

本发明公开了一种纯氧燃烧器及燃烧方法，燃烧器包括燃烧器枪体，燃烧器枪体包括同轴设置的氧气管和燃气管，燃气管位于氧气管的外侧，并与氧气管形成燃气空腔；氧气管的一端设置有小燃烧头，小燃烧头包括同轴设置在氧气管一端的第一板，第一板上设置有倾斜的若干中心氧气枪喷孔和一级燃气枪喷孔，中心氧气枪喷孔与一级燃气枪喷孔的轴线相交于燃烧器枪体外；第一板上还设置有点火孔，点火孔位于氧气管外，小燃烧头和燃气管之间设置有大燃烧头。这种分级燃烧方式，能够最大幅度减小氧气与废钢材料接触，减小高温过程中产生的氧化损耗，提高废钢炼钢工艺的成材率，并且确保火焰温度和形状稳定，防止回火，以及保证整个火焰的刚性。

技术领域

本发明涉及高效燃烧设备技术领域，具体涉及一种纯氧燃烧器及燃烧方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，废钢存量已经具有非常巨大的规模，冶金行业采用废钢作为冶炼钢铁的资源会极大降低钢铁工艺能耗，但由于我国冶金工业与西方发达国家处于的阶段不同，国内绝大多数钢铁企业仍然是利用铁矿石冶炼钢铁，该工艺无法直接使用废钢作为冶炼材料，需要对废钢进行预热，纯氧燃烧器是废钢预热工艺的核心设备，直接决定了整个利用废钢冶炼钢铁的工艺性能的质量。

现有的纯氧燃烧器采用的是套筒式，即内管通入氧气，外环管内通入燃料气，例如高炉、转炉或焦炉煤气，这种燃烧组织形式是最简单粗糙的燃烧技术，火焰极其不稳定，燃烧温度过高以及整个炉内温度分布极不均匀，造成废钢预热过程中氧化严重，造成极大的浪费；另外，加热时间较长，不能很好满足废钢预热工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯氧燃烧器及燃烧方法，以解决现有纯氧燃烧器火焰温度不可控，温度场不均匀，火焰稳定性不好，燃烧气氛不可调的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种纯氧燃烧器，包括燃烧器枪体，燃烧器枪体包括同轴设置的氧气管和燃气管，燃气管位于氧气管的外侧，并与氧气管形成燃气空腔；氧气管的一端设置有小燃烧头，小燃烧头包括同轴设置在氧气管一端的第一板，第一板上设置有倾斜的若干中心氧气枪喷孔和一级燃气枪喷孔，中心氧气枪喷孔位于氧气管内，一级燃气枪喷孔位于氧气管外，中心氧气枪喷孔与一级燃气枪喷孔的轴线相交于燃烧器枪体外；第一板上还设置有点火孔，点火孔位于氧气管外，小燃烧头和燃气管之间设置有大燃烧头。

本发明具有以下有益效果：一级燃气枪喷孔设置于中心氧气枪喷孔外，能使还原性燃气位于外侧，将助燃氧气包裹在火焰内侧，这种燃烧方式，能够最大幅度减小氧气与废钢材料接触，减小高温过程中产生的氧化损耗，提高废钢炼钢工艺的成材率，并且一级燃气枪喷孔和中心氧气枪喷孔相向倾斜，能够使燃气和氧气充分混合，确保火焰温度和形状稳定，防止回火，以及保证整个火焰的刚性，从而加快废钢熔化速度，缩短该工艺时间，满足废钢冶炼工艺要求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，中心氧气枪喷孔倾斜的角度为7-9°，一级燃气枪喷孔倾斜的角度为1-3°。

进一步，若干中心氧气枪喷孔和一级燃气枪喷孔均以氧气管中心呈圆形阵列设置。

进一步，第一板为圆板。

进一步，大燃烧头包括空心的圆台，圆台的内、外壁上分别设置有环形的第一台阶和环形的第二台阶，第一台阶卡接在第一板的外壁上，第二台阶卡接在燃气管的内壁上。

进一步，圆台上设置有若干倾斜的二级燃气枪喷孔，二级燃气枪喷孔的轴线与氧气管的轴线相交于燃气管内，二级燃气枪喷孔的高度均大于中心氧气枪喷孔和一级燃气枪喷孔的高度。

进一步，二级燃气枪喷孔的倾斜的角度为13-16°。

进一步，若干二级燃气枪喷孔以氧气管中心呈圆形阵列设置。