[go: up one dir, main page]

CN108800119A - 一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置 - Google Patents

一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108800119A
CN108800119A CN201810813411.0A CN201810813411A CN108800119A CN 108800119 A CN108800119 A CN 108800119A CN 201810813411 A CN201810813411 A CN 201810813411A CN 108800119 A CN108800119 A CN 108800119A
Authority
CN
China
Prior art keywords
combustion
nozzle head
supporting gas
fuel
smelting furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810813411.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张乐如
胡东华
张岭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CINF Engineering Corp Ltd
Original Assignee
CINF Engineering Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CINF Engineering Corp Ltd filed Critical CINF Engineering Corp Ltd
Priority to CN201810813411.0A priority Critical patent/CN108800119A/zh
Publication of CN108800119A publication Critical patent/CN108800119A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/48—Nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details
    • F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/78—Cooling burner parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/21—Burners specially adapted for a particular use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
    • F27D2099/0036—Heating elements or systems using burners immersed in the charge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，包括喷嘴头、后座和管接头，喷嘴头和后座前后连接；喷嘴头设有燃料通道和助燃气体通道，还设有水冷埋管，后座设有与喷嘴头燃料通道连通的燃料通道，还设有与助燃气体通道连通的助燃气体分配室，管接头连接于助燃气体分配室的侧壁，通过管接头给助燃气体分配室中输入助燃气体；喷嘴头潜没于熔体中，燃料和助燃气体从喷嘴头同时喷射入熔体内部，剧烈燃烧产生高温并能剧烈搅动熔体，加速化学反应。本装置具有集燃烧供热熔化、熔体搅动和炉内气氛控制于一体的优势，所以能提高熔炼效率。喷嘴头自带水冷埋管，通过水循环对喷嘴头进行冷却，可大大减低喷嘴头的内部温度，从而使喷嘴头的使用寿命大大延长。

Description

一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置
技术领域
本发明属于金属熔炼领域，具体为一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置。
背景技术
在熔池熔炼过程中，熔体温度一般在1000℃以上。炉内熔体可能是单相熔体，如烟化炉内均为渣相。也可能为多相熔体，如铅还原炉为粗铅和熔渣两相熔体。目前熔池熔炼的供风及燃烧装置有多种类型，这些装置统称为喷枪。
喷枪分为两大类，一类是只能对熔体喷入空气或富氧空气，使炉料中加入的粒煤燃烧，这类喷枪结构比较简单，类似于传统鼓风炉的风嘴结构，其中只有一个直径较大的通道，停炉时可以插入钢钎防止熔体流入，喷枪头部设有水冷埋管，使用寿命至少在三年以上，其缺点是不能向熔体通入燃料，熔炼效率低。另一类除了可对熔体喷入空气或富氧空气外，还可以通入燃料，这类装置由喷枪和烧嘴砖组成，喷枪插入烧嘴砖中。喷枪由多层细长的套管组成，长度一般有700～800mm，但最外层套管的直径只有45-50mm，所以喷枪的结构复杂。其缺点是喷枪和烧嘴砖均没有水冷却装置，工作时喷枪和烧嘴砖均烧损非常严重，使用寿命仅为2～6个月。经常需要停炉更换喷枪和烧嘴砖，由此导致生产成本增加，作业率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能同时向熔体中喷入燃料和助燃气体，提高熔炼效率，还能大大延长使用寿命的潜流喷射燃烧装置。
本发明提供的这种潜流喷射燃烧装置，包括喷嘴头、后座和管接头，喷嘴头和后座前后连接；喷嘴头设有燃料通道和助燃气体通道，还设有水冷埋管，后座设有与喷嘴头燃料通道连通的燃料通道，还设有与助燃气体通道连通的助燃气体分配室，管接头连接于助燃气体分配室的侧壁，通过管接头给助燃气体分配室中输入助燃气体；喷嘴头潜没于熔体中，燃料和助燃气体从喷嘴头同时喷射入熔体内部。
上述技术方案的一种实施方式中，所述喷嘴头由纯铜浇铸而成，其燃料通道位于喷嘴头的轴向中心位置，多个助燃气体通道与燃料通道平行，均布于燃料通道的外围。
上述技术方案的一种实施方式中，所述水冷埋管为铜管，呈螺旋状埋设于助燃气体通道的外围。
上述技术方案的一种实施方式中，所述喷嘴头的燃料通道内衬有耐磨材料体。
上述技术方案的一种实施方式中，所述耐磨材料体为不锈钢管或者陶瓷管。
上述技术方案的一种实施方式中，所述后座采用不锈钢制作，其燃料通道位于其轴向中心位置，助燃气体分配室位于燃料通道的外围，助燃气体分配室的近喷嘴头端有喷气孔，喷气孔与喷嘴头的助燃气体通道连通。
上述技术方案的一种实施方式中，所述管接头采用不锈钢制作，焊接于后座助燃气体分配室侧壁的安装孔中。
上述技术方案的一种实施方式中，所述喷嘴头的后端面中心位置处有凸台插入后座前端中心位置处的凹槽中。
上述技术方案的一种实施方式中，所述喷嘴头的后端和后座的前端通过法兰及螺栓连接紧固，两者的连接端面之间设有密封垫圈。
本装置的喷嘴头潜没于熔体中，燃料和助燃气体从喷嘴头同时喷射入熔体内部剧烈燃烧产生高温，使连续加入炉内的矿石物料迅速熔化。同时喷射气流的动能使熔体产生强烈搅动，可加强熔体的传质传热，加速各种化学反应的进行。同时可通过调节助燃气体和燃料的比例来控制炉内冶炼过程所需要的不同气氛。简言之，本装置具有集燃烧供热熔化、熔体搅动和炉内气氛控制于一体的优势，所以能提高熔炼效率。喷嘴头自带水冷埋管，通过水循环对喷嘴头进行冷却，可大大减低喷嘴头的内部温度，从而使喷嘴头的使用寿命大大延长。
附图说明
图1为本发明一个实施例的剖视结构示意图。
图2为图1的俯视示意图。
图3为图1的左视示意图。
图4为图1中的A-A示意图。
具体实施方式
结合图1至图4可以看出，本实施例公开的这种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，包括喷嘴头1、后座2和管接头3。
本实施例的喷嘴头1由纯铜浇铸而成，其外形为圆锥形，其后端为法兰。
喷嘴头1的轴向中心位置有燃料通道11，燃料通道外围的同心圆上均布有多个助燃气体通道12。本实施例助燃气体通道12的孔径小于燃料通道11的孔径。虽然图中示出了四个助燃气体通道，但助燃气体通道的具体数量和孔径大小根据所需助燃气体的气量和气流速度计算确定。
喷嘴头1的水冷埋管13为铜管，水冷埋管以螺旋状埋设于助燃气体通道11的外围，以增加水冷埋管的长度，保证水冷效果。水冷埋管13在喷嘴头1浇铸时埋入，与喷嘴头形成一个整体。从图2可以看出，水冷埋管13的进出口位于喷嘴头1后端的法兰上。使用时，水冷埋管中通入冷水，通过不断的水循环来降低喷嘴头的温度，从而可大大延长喷嘴头的使用寿命。
喷嘴头1浇铸后，必须按照铜水套的制作要求进行水压试验检测、通球检测、内窥镜检测、电子探伤检测等多项技术质量检测。
本实施例的后座2采用不锈钢制作，为台阶状圆柱体，前端为法兰。
后座内有燃料通道和助燃气体分配室21，燃料通道位于后座的轴向中心，助燃气体分配室21位于燃料通道的前部外围。助燃气体分配室21的前端有穿过法兰的喷气孔22。喷气孔22的数量和孔径大小与喷嘴头1助燃气体通道12的数量和孔径相同。
本实施例的管接头3采用不锈钢制作，垂直焊接于助燃气体分配室21侧壁的安装孔中。
从图1可以看出，喷嘴头1和后座2前后共轴向中心线布置，两者之间通过法兰及螺栓连接紧固。为了提高密封性，喷嘴头1后端面的中心位置处有凸台插入后座2前端面中心位置处的凹槽中，同时还在喷嘴头1和后座2两者的连接面之间设置密封垫圈。
喷嘴头1和后座2装配好后，后座2的燃料通道与喷嘴头1的燃料通道连通，后座2的助燃气体分配室通过喷气孔与喷嘴头1的助燃气体通道连通。后座2的燃料通道后端通过法兰连接燃料输送管，管接头3的上端通过法兰连接助燃气体输送管。
本装置工作时，燃料既可以采用粉状固体燃料(如粉煤)，也可以采用气体燃料(如天然气、煤气、石油液化气)。
当采用粉煤作为燃料时，需在喷嘴头的燃料通道内衬耐磨材料体，以保证喷嘴头的较长使用寿命。本实施例采用不锈钢管或者陶瓷管作为耐磨材料体。采用粉煤作为燃料时，通过氮气输送，保证安全性。
助燃气体可采用富养空气或者工业纯氧。
本装置工作时，出口气流速度宜为200-300m/s，气体压力宜为0.1-0.5MPa，具体的气流速度和压力需根据熔体阻力(熔体高度、粘度、密度等)计算确定。
本装置的工作原理如下：喷嘴头潜没在高温熔体内部。具有一定压力的燃料和助燃气体从不同通道以200-300m/s的高速喷射入高温(一般在1000℃以上)熔体中，气体在高温下体积迅速膨胀4-5倍，在熔体中鼓泡扩散。燃料进入熔体中迅速燃烧，产生大量热量和CO2、CO气体。提高熔体温度使新加入的炉料熔化并发生一系列化学反应(如C+O2＝CO2，C+1/2O2＝CO，CO2+C＝2CO,CO+MeO＝Me+CO2)。气体喷射的动能使熔体产生强烈搅动，加速熔体内部的传质传热，从而加速熔体内部的各种化学反应。通过调节氧气和燃料的比例，控制炉内的冶炼过程所需要的不同气氛。最终效果就是提高熔炼效率。

Claims (9)

1.一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：它包括喷嘴头、后座和管接头，喷嘴头和后座前后连接；喷嘴头设有燃料通道和助燃气体通道，还设有水冷埋管，后座设有与喷嘴头燃料通道连通的燃料通道，还设有与助燃气体通道连通的助燃气体分配室，管接头连接于助燃气体分配室的侧壁，通过管接头给助燃气体分配室中输入助燃气体；喷嘴头潜没于熔体中，燃料和助燃气体从喷嘴头同时喷射入熔体内部。
2.如权利要求1所述的熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：所述喷嘴头由纯铜浇铸而成，其燃料通道位于喷嘴头的轴向中心位置，多个助燃气体通道与燃料通道平行，均布于燃料通道的外围。
3.如权利要求1或2所述的熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：所述水冷埋管为铜管，呈螺旋状埋设于助燃气体通道的外围。
4.如权利要求2所述的熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：所述喷嘴头的燃料通道内衬有耐磨材料体。
5.如权利要求4所述的熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：所述耐磨材料体为不锈钢管或者陶瓷管。
6.如权利要求2所述的熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：所述后座采用不锈钢制作，其燃料通道位于其轴向中心位置，助燃气体分配室位于燃料通道的外围，助燃气体分配室的近喷嘴头端有喷气孔，喷气孔与喷嘴头的助燃气体通道连通。
7.如权利要求1或6所述的熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：所述管接头采用不锈钢制作，焊接于后座助燃气体分配室侧壁的安装孔中。
8.如权利要求1所述的熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：所述喷嘴头的后端面中心位置处有凸台插入后座前端中心位置处的凹槽中。
9.如权利要求8所述的熔炼炉用潜流喷射燃烧装置，其特征在于：所述喷嘴头的后端和后座的前端通过法兰及螺栓连接紧固，两者的连接端面之间设有密封垫圈。
CN201810813411.0A 2018-07-23 2018-07-23 一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置 Pending CN108800119A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810813411.0A CN108800119A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810813411.0A CN108800119A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108800119A true CN108800119A (zh) 2018-11-13

Family

ID=64077642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810813411.0A Pending CN108800119A (zh) 2018-07-23 2018-07-23 一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108800119A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111763833A (zh) * 2020-07-22 2020-10-13 包头华鼎铜业发展有限公司 一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB713230A (en) * 1951-06-19 1954-08-04 Hans Bolliger Improvements in burners
FR1438494A (fr) * 1965-03-31 1966-05-13 Soc Metallurgique Imphy Brûleur pour four industriel à gaz combustible et à oxygène
CN101382387A (zh) * 2008-10-22 2009-03-11 中国恩菲工程技术有限公司 有色金属熔炼侧吹炉喷枪
CN202166057U (zh) * 2011-07-15 2012-03-14 马鞍山科达洁能股份有限公司 燃烧喷嘴及煤气化炉
CN103453525A (zh) * 2013-09-16 2013-12-18 广西有色再生金属有限公司 富氧燃烧器
CN203517796U (zh) * 2013-09-16 2014-04-02 广西有色再生金属有限公司 富氧燃烧器
CN203741387U (zh) * 2014-03-21 2014-07-30 长沙有色冶金设计研究院有限公司 用于富氧侧吹熔炼炉的多功能风嘴装置
CN206648027U (zh) * 2017-03-15 2017-11-17 中国恩菲工程技术有限公司 用于浸没燃烧熔池熔炼装置的燃油喷枪
CN208595540U (zh) * 2018-07-23 2019-03-12 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种潜流喷射燃烧器

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB713230A (en) * 1951-06-19 1954-08-04 Hans Bolliger Improvements in burners
FR1438494A (fr) * 1965-03-31 1966-05-13 Soc Metallurgique Imphy Brûleur pour four industriel à gaz combustible et à oxygène
CN101382387A (zh) * 2008-10-22 2009-03-11 中国恩菲工程技术有限公司 有色金属熔炼侧吹炉喷枪
CN202166057U (zh) * 2011-07-15 2012-03-14 马鞍山科达洁能股份有限公司 燃烧喷嘴及煤气化炉
CN103453525A (zh) * 2013-09-16 2013-12-18 广西有色再生金属有限公司 富氧燃烧器
CN203517796U (zh) * 2013-09-16 2014-04-02 广西有色再生金属有限公司 富氧燃烧器
CN203741387U (zh) * 2014-03-21 2014-07-30 长沙有色冶金设计研究院有限公司 用于富氧侧吹熔炼炉的多功能风嘴装置
CN206648027U (zh) * 2017-03-15 2017-11-17 中国恩菲工程技术有限公司 用于浸没燃烧熔池熔炼装置的燃油喷枪
CN208595540U (zh) * 2018-07-23 2019-03-12 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种潜流喷射燃烧器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111763833A (zh) * 2020-07-22 2020-10-13 包头华鼎铜业发展有限公司 一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉
CN111763833B (zh) * 2020-07-22 2024-05-28 包头华鼎铜业发展有限公司 一种用于液态铜锍吹炼炼铜的富氧底吹吹炼炉

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100937947B1 (ko) 금속, 금속 용탕, 및/또는 슬래그의 건식 야금처리 방법및 주입장치
CN203741387U (zh) 用于富氧侧吹熔炼炉的多功能风嘴装置
US3547624A (en) Method of processing metal-bearing charge in a furnace having oxy-fuel burners in furnace tuyeres
CN105950824B (zh) 一种氧、燃、粉剂共体喷吹的电弧炉炼钢工艺
JP2012255645A (ja) 容器内に固形粒子状材料を投入する装置
JP7784423B2 (ja) 高温プロセスガスのシャフト供給を備えた高炉
US6398842B2 (en) Apparatus for injecting solid particulate material into a vessel
US10077940B2 (en) Top submerged injection lance for enhanced submerged combustion
CN105838845B (zh) 一种电弧炉超音速环燃集束碳氧枪及喷头结构
CN101573456B (zh) 用于在高炉中制造生铁的方法
US5522916A (en) Method and apparatus for injecting liquid oxygen
CN108800119A (zh) 一种熔炼炉用潜流喷射燃烧装置
CN114018058B (zh) 一种复合材料氧煤喷枪
US20180094857A1 (en) Lance
CN205662532U (zh) 一种电弧炉超音速环燃集束碳氧枪及喷头结构
CN201548065U (zh) 电炉炼钢用多功能喷枪
RU2627091C2 (ru) Управляемая инжекция твердых частиц
CN208595540U (zh) 一种潜流喷射燃烧器
CN213067115U (zh) 浸没式喷枪及侧吹炉
CN111578715A (zh) 浸没式喷枪及侧吹炉
CN103131810A (zh) 一种高炉富氧喷煤装置及其离线装卸的方法
CN102878797B (zh) 竖炉及其操作方法
CN218811853U (zh) 高炉风口喷枪结构和高炉风口喷吹装置
JP2001348605A (ja) 竪型冶金炉への合成樹脂材吹込み用ランス及び合成樹脂材吹込みを伴なう竪型冶金炉による溶銑の製造方法
CN216925120U (zh) 多介质喷吹装置及熔池熔炼炉

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181113

RJ01 Rejection of invention patent application after publication