一种高炉用风口的制作方法

1.本实用新型属于钢铁工业中的炼铁技术领域，特别涉及一种易于制作的，高纯度铜质材质制作的、采用内部增加筋肋的方式，能使鼓入的热风加速旋转，改善喷吹煤粉在回旋区内燃烧高炉用风口。


背景技术：

2.随着社会的不断进步，表现出新技术、新工艺不断呈现的现象，冶金领域也不例外，无论是工艺上、技术及装备上，都较过去有了较大幅度的改进，使得操作条件和产量有了较大幅度的攀升。与此同时，炼铁工艺也出现了多种工艺方式，如直接还原和熔融还原工艺等，但作为冶铁工艺的最主要工艺方式，高炉炼铁由于其特有的能量利用效率等优势，仍然是取得铁水的最主要工艺，全球80％以上的铁水仍然是通过高炉冶炼的，而且随着时代的进步，高炉装备也表现出巨大进步，如薄壁冷却壁及砖衬结构、软水密闭循环冷却结构、无料钟布料结合炉顶监控措施的建立等等，使得高炉工艺仍然具有蓬勃的发展潜力。而如何是高炉更有效率的工作，使高炉内的原燃料更为合理的燃烧与反应，是摆在当下冶金工作者面前的一个问题，目前，虽然高炉已经形成了一套较为完善的装备及工艺，但就实际生产情况来说，仍然有其不合理之处，例如如何以更合理的方式鼓入高炉热风，来提供高炉反应的热量，促进喷入高炉风口回旋区内的煤粉燃烧等，任然需要进一步来研究与改正。对此，国内外的相关研究较多，如鞍钢、宝钢、武钢、北京科技大学、钢铁研究总院等国内外校企研究机构，但主要集中于如提高风温技术、改善高炉喷吹煤粉配煤制度、改进煤枪结构、富氧燃烧等等，并且都成功的应用于高炉工艺中，取得了不错的效果，有利的促进了高炉技术的进步。但未多关注风口的形式也可以促进煤粉燃烧，改善高炉操作条件，对于风口的研究，多数研究与试验都停留在如何改善风口材质，如纯铜质、陶瓷质、碳纤维质等、或者改进风口冷却结构，如贯流式风口、三通道风口等，亦或者改进冷却方式，如高压工业水、密闭软水等，再就是增加套层结构，如陶瓷内套、自蔓延喷镀技术等等，这些技术的应用，有效的延长了高炉风口使用寿命，同时部分风口还兼有节能效果，都较为成功的使用在不同炉容的高炉上，但这些风口也有一个显而易见的缺陷，就是不能与鼓入热风相结合，促进风口回旋区的内的煤粉燃烧，使得风口的功能未能充分发挥。
3.高炉风口，俗称“小套”，是高炉工艺中最为重要的设备组成部分之一，是热风鼓入高炉的最后通道，来提供高炉反应的热量。风口以何种适合的方式设计与制作，对于高炉操作，尤其是促进下部喷入的煤粉燃烧具有重要的意义。国内外专家和研究人员对于此方面的研究也较为广泛，也关注着风口的设计及其使用效果。对此，有些设计上采用有别于传统的风口设计，如改变内部腔室结构，改善水循环速度与压力等，改善风口冷却效果，增强风口使用寿命，减少熔损现象的发生(见中国专利“常压水双室高炉风口”专利申请号cn2083588，“导流式高炉风口小套”专利申请号cn201495245u，“高炉风口”专利申请号cn103361456a，“高炉风口小套”专利申请号cn203411557u，“高炉风口小套”专利申请号cn201049954，“高炉风口小套”专利申请号cn2873789等等)，这些风口都是通过对冷却结构
的改变，实现加强风口冷却的效果，但这些设计仅仅是作为风口冷却使用设计使用，未能够改善鼓入风口回旋区内煤粉的燃烧情况，对于促进煤粉燃烧无益；或者是由于风口需要面对自回旋区内2000℃左右高温辐射以及1000℃以上的气流、渣铁的对流换热，风口还要受到高速煤粉的磨蚀，因此从耐磨的角度出发，设计风口(见中国专利“多室复合材料高炉风口”专利申请号cn2093181，“一种耐磨高炉风口小套”专利申请号cn102181594a，“一种耐烧损耐烧蚀的高炉风口”专利申请号cn202148320u等等)，这类风口的使用，抗磨损、抗渣铁侵蚀、抗龟裂能力强，可提高风口小套的寿命，但也是对于煤粉燃烧没有促进作用；再就是衬套风口和陶瓷质风口(见中国专利“高炉绿色陶瓷风口小套”专利申请号cn102994674a，“一种复合式节能高炉风口”专利申请号cn2623694，“一种耐烧损耐烧蚀的高炉风口”专利申请号cn202148320u，“一种新型高炉风口小套”专利申请号cn202175686u，“有镶铸耐磨套的高炉风口水套”专利申请号cn2142114等等)，此类风口能够耐喷吹物和炉料的冲刷，减少风口内冷却水带走的热量损失，有一定的应用效果对于高炉，但同样此类风口都未提及到风口形式与鼓入热风相结合，未能实现原燃料在高炉风口回旋区内的更为合理的燃烧与反应。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种易于制作的，采用内部增加筋肋的方式的风口装置，通过使鼓入的热风加速旋转，结合高炉喷吹煤粉，能促进高炉喷吹入回旋区内煤粉燃烧效率，改善高炉操作状况，有益于高炉顺行，降低炼铁成本。
5.为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
6.一种高炉用风口，由风口本体、旋转筋肋组成，其特征在于，风口1采用两段分体焊接而成，内部采用水冷腔式结构；风口1内壁为加筋肋2设计，筋肋2设计高度为5～40mm，筋肋2以满焊的方式与风口内壁相连。
7.风口1角度设计值为0
°
～20
°
。
8.风口1内壁的筋肋2呈现螺旋型布置，筋肋的个数为1～8个。
9.风口1的筋肋2在风口内部的直线长度为等于或小于风口前端至尾端的直线距离。
10.依据本发明设计风口，可以使鼓入的热风加速旋转，结合高炉喷吹煤粉，能促进高炉喷吹入回旋区内煤粉燃烧效率，改善高炉操作状况，有益于高炉顺行，降低炼铁成本。
11.与现有技术相比，本实用新型的优点是：应用本设计装置进行高炉热风鼓入，能使鼓入的热风在风口以及回旋区内加速旋转，能够促进喷入高炉内的煤粉燃烧效率，可以实现鼓入热风与喷吹煤粉的合理结合，达到改善煤粉燃烧率1％，降低除尘灰中未燃煤粉2％，提升喷煤比1kg，减少高炉吨铁燃料消耗1kg以上，大幅度降低炼铁成本的效果。
附图说明
12.图1是一种高炉用高炉风口效果图；
13.图2是一种高炉用高炉风口正视图；
14.图3是一种高炉用高炉风口风口剖视图。
15.图中：1
‑
风口 2
‑
筋肋
具体实施方式
16.下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的具体实施例。
17.实施例1
18.一种高炉用风口，应用高炉有效炉容450m3，风口长度450mm，风口角度为6
°
，风口直径为100mm，风口内部为腔式结构，采用纯度为99.6％的铜质材料制成，风口内壁以满焊得形式加装2根耐热钢ni
2520
材质的螺旋形布置筋肋，筋肋高度为5mm，筋肋在风口内部的直线距离为50mm，将此风口用于此炉容下的高炉正常生产中，采用冷却水压1mpa进行冷却，高炉通过此风口鼓入热风，并相应进行高炉煤粉喷吹工作，使用后效果见表1。
19.表1 450m3高炉使用后效果
[0020][0021]
应用本设计装置进行高炉热风鼓入后，能使鼓入的热风在风口以及回旋区内加速旋转，能够促进喷入高炉内的煤粉燃烧效率，可以实现鼓入热风与喷吹煤粉的合理结合，达到改善煤粉燃烧率1.22％，降低除尘灰中未燃煤粉2.12％，提升喷煤比1.80kg，减少高炉吨铁燃料消耗1.27kg以上的指标，实现了改善煤粉燃烧率，大幅度降低炼铁成本的效果。
[0022]
实施例2
[0023]
一种高炉用风口，应用高炉有效炉容1050m3，风口长度500mm，风口角度为6
°
，风口直径为105mm，风口内部为腔式结构，采用纯度为99.6％的铜质材料制成，风口内壁以满焊得形式加装3根耐热钢ni
2520
材质的螺旋形布置筋肋，筋肋高度为10mm，筋肋在风口内部的直线距离为70mm，将此风口用于此炉容下的高炉正常生产中，采用冷却水压1.20mpa进行冷却，高炉通过此风口鼓入热风，并相应进行高炉煤粉喷吹工作，使用后效果见表2。
[0024]
表2 1050m3高炉使用后效果
[0025][0026]
应用本设计装置进行高炉热风鼓入后，能使鼓入的热风在风口以及回旋区内加速旋转，能够促进喷入高炉内的煤粉燃烧效率，可以实现鼓入热风与喷吹煤粉的合理结合，达到改善煤粉燃烧率1.09％，降低除尘灰中未燃煤粉2.24％，提升喷煤比1.41kg，减少高炉吨铁燃料消耗1.36kg以上的指标，实现了改善煤粉燃烧率，大幅度降低炼铁成本的效果。
[0027]
实施例3
[0028]
一种高炉用风口，应用高炉有效炉容2580m3，风口长度600mm，风口角度为4
°
，风口直径为120mm，风口内部为腔式结构，采用纯度为99.7％的铜质材料制成，风口内壁以满焊得形式加装4根耐热钢ni
2520
材质的螺旋形布置筋肋，筋肋高度为15mm，筋肋在风口内部的直线距离为100mm，将此风口用于此炉容下的高炉正常生产中，采用冷却水压1.30mpa进行冷却，高炉通过此风口鼓入热风，并相应进行高炉煤粉喷吹工作，使用后效果见表3。
[0029]
表3 2580m3高炉使用后效果
[0030][0031]
应用本设计装置进行高炉热风鼓入后，能使鼓入的热风在风口以及回旋区内加速旋转，能够促进喷入高炉内的煤粉燃烧效率，可以实现鼓入热风与喷吹煤粉的合理结合，达到改善煤粉燃烧率1.41％，降低除尘灰中未燃煤粉2.23％，提升喷煤比1.84kg，减少高炉吨铁燃料消耗1.53kg以上的指标，实现了改善煤粉燃烧率，大幅度降低炼铁成本的效果。
[0032]
4实施例4
[0033]
一种高炉用风口，应用高炉有效炉容3200m3，风口长度620mm，风口角度为6
°
，风口直径为130mm，风口内部为腔式结构，采用纯度为99.6％的铜质材料制成，风口内壁以满焊得形式加装2根耐热钢ni
2520
材质的螺旋形布置筋肋，筋肋高度为15mm，筋肋在风口内部的直线距离为120mm，将此风口用于此炉容下的高炉正常生产中，采用冷却水压1.40mpa进行冷却，高炉通过此风口鼓入热风，并相应进行高炉煤粉喷吹工作，使用后效果见表4。
[0034]
表4 3200m3高炉使用后效果
[0035][0036]
应用本设计装置进行高炉热风鼓入后，能使鼓入的热风在风口以及回旋区内加速旋转，能够促进喷入高炉内的煤粉燃烧效率，可以实现鼓入热风与喷吹煤粉的合理结合，达到改善煤粉燃烧率1.26％，降低除尘灰中未燃煤粉2.13％，提升喷煤比1.30kg，减少高炉吨铁燃料消耗1.48kg以上的指标，实现了改善煤粉燃烧率，大幅度降低炼铁成本的效果。
[0037]
5实施例5
[0038]
一种高炉用风口，应用高炉有效炉容4038m3，风口长度640mm，风口角度为6
°
，风口直径为140mm，风口内部为腔式结构，采用纯度为99.8％的铜质材料制成，风口内壁以满焊得形式加装3根耐热钢ni
2520
材质的螺旋形布置筋肋，筋肋高度为20mm，筋肋在风口内部的直线距离为150mm，将此风口用于此炉容下的高炉正常生产中，采用冷却水压1.50mpa进行冷却，高炉通过此风口鼓入热风，并相应进行高炉煤粉喷吹工作，使用后效果见表5。
[0039]
表5 4038m3高炉使用后效果
[0040][0041]
应用本设计装置进行高炉热风鼓入后，能使鼓入的热风在风口以及回旋区内加速旋转，能够促进喷入高炉内的煤粉燃烧效率，可以实现鼓入热风与喷吹煤粉的合理结合，达到改善煤粉燃烧率1.29％，降低除尘灰中未燃煤粉2.19％，提升喷煤比1.34kg，减少高炉吨铁燃料消耗1.11kg以上的指标，实现了改善煤粉燃烧率，大幅度降低炼铁成本的效果。