[实用新型]预混式煤氧矿熔剂喷枪

说明书

本实用新型涉及一种与铁浴炉体配套使用的喷枪，特别是涉及一种预混式煤氧矿熔剂喷枪，可用于熔融还原、铁水精炼、转炉炼钢、煤气制备等，属于化工冶金领域。

本世纪六十年代以来，世界各国的许多冶金研究工作者一直致力于熔融还原炼铁新技术的研究与开发工作，即试图用氧、煤、矿石直接冶炼出生铁或半钢，特别是近十年来，对这一新技术的开发有了重大的突破。

铁浴煤氧喷射造气是熔融还原的主要单元操作之一，其喷枪结构和性能是这一单元操作的关键。此类喷枪一般有二种，即安装在炉底或炉侧的浸没式喷枪和安装在炉顶的非浸没式喷枪。例如日本钢管公司（NKK STEEL CORP.）发明的煤氧喷枪属后者，而住友金属（SUMQ）发明的煤氧枪属前者。从造气和熔融还原的效果来说，前者显然优于后者，但前者对使用操作参数和喷枪及炉底耐火材料要求较苛刻。

从目前世界各国发明的底喷煤氧（矿）喷枪专利来看，与本发明最为接近的日本住友金属（SUMQ）发明的铁浴煤氧矿喷射造气与熔融还原法（专利号86229175／08635）中的底喷煤氧枪。该喷枪的特点是喷枪内喷管为煤粉流道，与内喷管同心的环缝为氧气流道，氧气出口与煤粉出口相齐，如图1所示。该喷枪只适于进行煤氧喷吹，矿粉从另一只顶枪喷入炉内，而不能进行煤氧矿喷吹，而且由于在喷嘴氧气出口处氧流与熔铁发生放热氧化反应造成了局部温度过高，因此需要同时喷入碳氢化合物作为喷嘴保护冷却剂，并需特殊材质的耐火材料代替喷嘴附近炉衬的普通耐火材料，尽管如此，喷嘴及其周围炉衬仍然遭到烧损，因而这种喷枪的寿命是较低的。由于矿粉是由另外的顶枪喷入炉体上部空腔的，所以矿粉的还原速度也慢。

本实用新型的目的是为了克服上述喷枪存在的缺点，设计了只由底枪就可进行煤－氧－熔剂多种粉料同时喷吹，且不需冷却剂保护喷嘴和特殊耐火材料，并能加快矿粉的还原速度的一种寿命较长的预混式煤氧矿熔剂喷枪。

本实用新型的一种预混式煤氧矿熔剂喷枪，包括内喷管、外喷管、外喷管进口接头等部分，其特点是本喷枪在喷嘴处装有将煤粉、矿粉、熔剂或其混和粉料与氧气混合较均匀的预混管，预混管为耐高温陶瓷管，高温陶瓷管靠螺纹与外喷管相连接，或紧密嵌套在外喷管上，内喷管长于外喷管而伸入预混管内，并可根据需要调节伸入长度。该喷枪的内喷管为氧气流道，外喷管与内喷管之间的同心环缝为煤粉、矿粉、熔剂或其混合粉料流道，外喷管进口接头为进入同心环缝的粉料进口，它与外喷管焊接连通。

预混管的设置是本喷枪的关键之一。其作用有二，一是它能使煤氧先经混合后较均匀地进入熔铁，从而改善反应动力学条件；二是它起到了保护喷嘴及其周围耐火材料的作用。由于煤粉流道在氧流道的外侧，因而靠煤粉的热解吸热和耐高温陶瓷管就可起到对喷嘴及其周围耐火材料的冷却保护作用。所以本喷枪不需要喷吹冷却剂，也无须特殊的炉底耐火材料。

以下将结合附图来具体描述本实用新型。

图1.为原有喷枪结构示意图。

图2.为本实用新型″预混式煤氧矿熔剂喷枪″的结构示意图。

图2可作为本实用新型的一个实施例。由图可见，本实用新型的喷枪由内喷管（1）、外喷管（2）、外喷管进口接头（3）、密封压盖（4）、密封塞（5）、预混管（6）等部分组成。内喷管伸入预混管内一部分，内喷管（1）的未端与预混管（6）的未端之间的区域为预混段，可见预混段的长度可由内喷管伸入长度来调整。本喷枪为双流道，氧气和粉料分别从不同的流道喷入反应器。内喷管（1）为氧气流道，内喷管（1）与外喷管（2）之间的同心环缝为煤粉、矿粉、熔剂或其混合粉料流道。粉料物质从外喷管进口接头（3）进入同心环缝，氧气从内喷管（1）进气口部进入。这里需要特别强调的是氧气流道和粉料流道不可互换，否则达不到保护喷嘴的目的。预混管（6）为耐高温陶瓷管，高温陶瓷管可为Al₂O₃、MgO、CaO、ZrO等材质管；密封塞（5）材质为硅橡胶；本实用新型喷枪其余部分的材质均为普通无缝不锈钢管。预混管（6）靠螺纹与外喷管（2）连接，或者紧密嵌套在外喷管（2）上。密封压盖（4）和密封塞（5）一方面起到密封气体的作用，靠挤压使内喷管（1）和外喷管（2）密封连接，另一方面也便于拆卸更换内喷管（1）或调节预混段长度。外喷管进口接头（3）和外喷管（2）靠焊接连接。

喷枪与铁浴炉体配套使用时，打结在炉衬内即可，为了牢固结实，最好将喷枪体与炉体外壁用螺栓紧固起来，打结炉衬时，喷枪预混段端头与炉底表面相平为宜。