[其他]一种强化电炉冶炼的旋流式煤氧枪

说明书

本发明是用于强化电炉冶炼的粉煤燃烧装置。

电炉冶炼过程中，熔化期时间长，电能消耗高，其 电耗约占总电耗的50～70％。因此，缩短熔化期， 降低电耗，提高电炉生产率，是各国所关注的重要课 题。采用超高功率电炉和引入第二热源是缩短熔化 期和降低电耗的重要措施。目前，采用燃料油、天然 气、煤粉等为燃料，通过相应的燃烧装置，燃料燃烧放 出热量作为电炉熔化期的第二热源。

按照我国的能源条件，主要采用煤作为燃料，将 煤粉通过燃烧装置燃烧放热作为电炉熔化期的第二 热源。84年喷射冶金会议文集“电炉喷煤粉助熔”介 绍了一种煤粉燃烧装置，其中心管输送煤粉，外套管 输氧，将该燃烧装置置于炉门口操作，熔化期开始时， 送电加热金属料，待其温度升高后，利用粉煤燃烧装 置向炉内喷吹煤粉和氧气，以保证其顺利点火和实现 稳定地燃烧放热提供热源。电炉熔化初期，由于炉温 低，套管式的粉煤燃烧装置喷吹的煤粉和氧气混合不 均匀，难以顺利点火和实现稳定的完全燃烧，因此，该 装置燃料消耗高、热效率低。此外，套管式粉煤燃烧 装置没有冷却保护装置，易于烧损。同时在炉门口操 作也极不方便。

本发明的目的是针对套管式粉煤燃烧装置的缺 点，为了克服熔化初期点火和稳定燃烧的困难和热效 率低的缺点，设计了带有预热装置的旋流式粉煤燃烧 装置，氧气可预热至700～900℃，旋流作用使煤粉 和氧气混合均匀，便于在低温下，实现正常点火和稳 定燃烧。当电炉装料后，不通电也可顺利点火和燃 烧。

本发明强化电炉用粉煤燃烧装置的结构，包括四 层套管，中心输送煤粉管，其外套管为第二层输送氧 气套管，第三层和第四层套管分别为冷却器的进出水 管，在第二层输氧套管内装设旋流装置，煤氧枪还装 设点火装置。整个旋流式粉煤燃烧装置安装在电炉 壁上，和炉壁圆筒成垂直向下倾斜并在水平方向呈切 向角，其倾斜角10-40°，切向角20-60°。根据电 炉的容量和冶炼强度的要求，每座电炉可装设一支以 上的粉煤燃烧装置，最好采用1～3支。必要时，可在 炉门口增设一支粉煤燃烧装置。

本发明的旋流式粉煤燃烧装置，其输氧管内装设 旋流叶片，氧气以旋转射流喷出加速煤粉和氧气充分 地混合，且具有一定的回流区，利于稳定地燃烧。该 装置的预热装置，采用电阻加热器，将氧气预热到 700～900℃，电炉装料后，旋流式燃烧装置可自动 点火和稳定燃烧。该装置水冷系统，采用双层套管式 水冷却装置。本发明的预热装置还可以加热空气，用 于各种加热炉和喷煤粉的锅炉燃烧器上。

本发明旋流式粉煤燃烧装置的一种方案，见附图 (1)，中心管〔1〕为输送煤粉喷管，第二层套管〔2〕为输 送氧气喷管，其入口端装设氧气预热的电阻加热器 (6)，其出口端装设旋流叶片式的旋流装置〔5〕，第三 层套管〔3〕和第四层套管〔4〕分别为冷却器的进出水 管，该煤氧枪安装在电炉壁上，见附图(2)，它和炉壁 圆筒成垂直向下倾斜角成30°，水平方向呈切向角 45°。

本发明强化电炉冶炼的旋流式煤氧枪，电炉装料 后，不通电，该煤氧枪依靠氧气自身的旋流和预热装 置，可顺利点火和燃烧。由于粉煤和氧气混合均匀， 具有稳定回流区，实现稳定地燃烧，向炉内提供热量， 从而降低电耗。该装置可安装在各种加热炉和喷煤 粉的锅炉上。

本发明煤氧枪应用的煤是我国最丰富的能源之 一，可以应用无烟煤和烟煤，原料来源广泛，煤氧枪结 构简单，容易操作，便于工厂推广应用。为保证安全 操作，喷枪系统采用多种防爆措施。采用旋流式煤氧 枪强化电炉冶炼，可大幅度地降低电耗，缩短熔化时 间，提高生产率和降低成本。