專利名稱：向容器內(nèi)注入氣體的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將氣體注入到容器中的裝置。本發(fā)明尤其應(yīng)用于 (但不限于)用于在高溫條件下將氣流注入到冶金容器內(nèi)的裝置。這種 冶金容器可以例如是一種熔煉容器，在該熔煉容器中通過直接熔煉工 藝生產(chǎn)熔融金屬。
背景技術(shù)：
美國專利6083296中描述了一種公知的直接熔煉工藝，該直接熔 煉工藝依靠熔融金屬層作為反應(yīng)介質(zhì)，并通常稱作HIsmelt工藝。該專 利中描述的HIsmelt工藝包括(a) 在容器中形成熔融鐵和熔渣的熔池；(b) 向該熔池中注入(i) 含金屬的供料， 一般為金屬氧化物；和(ii) 固體含碳材料， 一般為煤，該固體含碳材料用作金屬氧化物的 還原劑，并用作能量源；以及(c) 在金屬層中將含金屬的供料熔煉成金屬。術(shù)語"熔煉"在此應(yīng)理解為表示其中發(fā)生還原金屬氧化物的化學(xué) 反應(yīng)以產(chǎn)生液態(tài)金屬的熱處理。HIsmelt工藝還包括在熔池上方的空間中用含氧氣體后燃燒反應(yīng)氣 體(諸如從熔池中釋放的CO和H2)，并且將后燃燒所產(chǎn)生的熱傳遞到 熔池，以提供熔煉含金屬的供料所需的熱能。HIsmelt工藝還包括在熔池的名義靜止表面上方形成過渡區(qū)，在該 過渡區(qū)中存在大量的先上升后下降的熔融金屬和/或熔渣的液滴、飛濺物或液流，它們成為將在熔池上方后燃燒反應(yīng)氣體所產(chǎn)生的熱能傳遞 到熔池的有效介質(zhì)。在HIsmelt工藝中，通過多個噴槍/風(fēng)口將含金屬的供料和固體含 碳材料注入到金屬層中，所述噴槍/風(fēng)口與垂直方向傾斜成向下并向內(nèi) 延伸穿過熔煉容器的側(cè)壁并進(jìn)入容器的下部區(qū)域內(nèi)，從而將所述固體 材料送入容器底部中的金屬層中。為了促進(jìn)容器上部中反應(yīng)氣體的后 燃燒，通過向下延伸的熱空氣注入噴槍將可能富氧的熱空氣流注入到 容器的上部區(qū)域內(nèi)。為了促進(jìn)容器上部中氣體的有效后燃燒，期望引 入的熱空氣流以渦旋運(yùn)動離開噴槍。為此，噴槍的出口端可以配有內(nèi) 部流動引導(dǎo)件，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臏u旋運(yùn)動。容器的上部區(qū)域可達(dá)到大約 200(TC的溫度，并且熱空氣可以約1100'C-1400'C的溫度送入噴槍中。 因此，該噴槍必須能夠在內(nèi)部和外壁上經(jīng)受極高的溫度，尤其是在其 伸入到容器的燃燒區(qū)域中的噴槍輸送端處。美國專利6440356公開了一種氣體注入噴槍構(gòu)造，該構(gòu)造設(shè)計成 滿足在HIsmdt工藝中遇到的極端條件。在該構(gòu)造中，流動引導(dǎo)件是安 裝在氣流導(dǎo)管的前端處的中心體上的螺旋葉片的形式。這些葉片連接 到氣流導(dǎo)管壁并且在內(nèi)部通過流經(jīng)導(dǎo)管壁內(nèi)的供給和回流通道的冷卻 水進(jìn)行水冷。美國專利6673305公開了一種替選的噴槍構(gòu)造，在該構(gòu) 造中，螺旋流動引導(dǎo)葉片安裝在延伸氣流導(dǎo)管的長度的中心管狀結(jié)構(gòu) 上。該中心結(jié)構(gòu)設(shè)有水流通道，這些水流通道被設(shè)置用于冷卻水到中 心結(jié)構(gòu)的基本位于氣流導(dǎo)管頂部內(nèi)的前部的流動。在該構(gòu)造中，流動 引導(dǎo)葉片不被冷卻，并且從導(dǎo)管的具有耐熔襯里的壁部內(nèi)的導(dǎo)管頂部 折回(set back)。在美國專利6673305公開的構(gòu)造中，攜有渦旋葉片的中心結(jié)構(gòu)的 前端被向前供應(yīng)通過中心水流通道到達(dá)該中心結(jié)構(gòu)的圓頂鼻端的冷卻 水在內(nèi)部水冷。所述鼻端在內(nèi)部設(shè)有單螺旋冷卻水流通道，以接收來 自中心結(jié)構(gòu)中的中心水流通道的水，并引導(dǎo)該水流繞鼻端一周并沿著水的單次連貫流動來冷卻鼻端。所述冷卻 水經(jīng)由環(huán)形水返回通道穿過中心結(jié)構(gòu)返回。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種能夠更有效地對中心結(jié)構(gòu)的前端進(jìn)行冷卻的改 進(jìn)的構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種將氣體注入到用于冶金處理的冶金容器 中的裝置，所述裝置包括-從后端延伸到前端的氣流導(dǎo)管，氣體從所述前端排出所述導(dǎo)管；細(xì)長中心管狀結(jié)構(gòu)，其在氣流導(dǎo)管內(nèi)從其后端廷伸到其前端，并且該細(xì)長中心管狀結(jié)構(gòu)的前端與氣流導(dǎo)管的前端相鄰地設(shè)置；多個流動引導(dǎo)葉片，這些葉片鄰近導(dǎo)管的前端圍繞中心管狀結(jié)構(gòu)設(shè)置，以使穿過導(dǎo)管前端的氣流產(chǎn)生渦旋，中心結(jié)構(gòu)的前端與導(dǎo)管的前端一起作用形成了環(huán)形噴嘴，該環(huán)形噴嘴用于來自導(dǎo)管的在所述葉片作用下產(chǎn)生了渦旋的氣流；以及中心管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的冷卻水通道，該冷卻水用于冷卻水向前穿過該中心結(jié)構(gòu)從其后端到其前端的流動，從而對該前端進(jìn)行內(nèi)部冷卻，然后穿過中心管狀結(jié)構(gòu)返回到其后端，所述冷卻水管道包括用于水到中 心結(jié)構(gòu)前端的流動的第一水流通道，以及與第一水流通道相鄰地設(shè)置 的第二水流通道，該第二水流通道用于水從中心結(jié)構(gòu)的前端朝中心結(jié)構(gòu)的后端的回流；并且其中所述中心結(jié)構(gòu)的前端具有鼻部，該鼻部由圓頂外殼和內(nèi)部部 件組成，該內(nèi)部部件設(shè)置在外殼內(nèi)并形成有內(nèi)部噴嘴，所述內(nèi)部噴嘴 從第一水流通道接收水，并以中心對著外殼61的內(nèi)表面的射流(jet) 引導(dǎo)該冷卻水，以產(chǎn)生圍繞外殼的內(nèi)表面的向外并向后擴(kuò)散(fanning) 的水流。第一水流通道可以是細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)的中心通道，并且噴嘴引導(dǎo)中 心對著外殼的內(nèi)表面的射流，第二水流通道可以是圍繞中心通道設(shè)置的環(huán)形通道。圓頂形外殼的中心部分可以形成有與噴嘴對齊的指向內(nèi)的突起， 以促進(jìn)向外和向后的扇形水流。更具體地，圓頂外殼的中心部分可設(shè) 有向內(nèi)突出的基本圓錐形的突起，該突起與噴嘴對齊，使得從噴嘴射 出的水以銳角沖擊突起的錐形側(cè)壁，從而沿著傾斜表面流到外殼的圓 頂內(nèi)表面上。圓頂外殼與內(nèi)部部件之間的空間可以被沿著鼻部向外并向后延伸 的肋細(xì)分，以形成一系列不連續(xù)的水流通道，用于冷卻水圍繞圓頂外 殼的內(nèi)表面向外并向后擴(kuò)散開。所述肋可以形成在圓頂外殼的內(nèi)表面上。所述肋可包括從形成在外殼的中心部分中的突起向外并向后發(fā)散 的第一系列的肋，以及從外殼的中部向后間隔開并間隔在第一系列的 肋之間的第二系列的肋，以便將水流通道細(xì)分成數(shù)目更多的通道，這些通道沿著內(nèi)殼向外并向后分岔(diverge)。內(nèi)部部件的后部可設(shè)有沿圓周間隔開的縱向肋，用以將內(nèi)部部件 的后部與外殼后部之間的空間細(xì)分成不連續(xù)的水流通道，這些水流通 道用于水回流到中心結(jié)構(gòu)的外部環(huán)形通道中。這種肋的數(shù)目可以比外 殼內(nèi)表面上的肋的數(shù)目多，從而進(jìn)一步細(xì)分冷卻水到環(huán)形通道的回流。本發(fā)明還涉及一種直接熔煉容器，其配合有上述用于將氣體注入 到該容器中的裝置。本發(fā)明還提供一種用于對噴槍中的預(yù)熱氣體流提供漩渦的裝置， 以便對所述容器供應(yīng)該氣體，所述裝置包括 細(xì)長的管狀結(jié)構(gòu)；多個流體引導(dǎo)葉片，這些葉片鄰近中心管狀結(jié)構(gòu)的前端設(shè)置在中 心管狀結(jié)構(gòu)周圍，；以及管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的冷卻水管道，該冷卻水通道用于冷卻水穿過管狀結(jié) 構(gòu)從后端到其前端的流動，以在內(nèi)部冷卻前端，冷卻水然后穿過管狀 結(jié)構(gòu)回流入其后端，所述冷卻水管道包括中心水流通道和環(huán)形水流通 道，該中心水流通道用于水到所述管狀結(jié)構(gòu)的前端內(nèi)的流動，該環(huán)形 水流通道設(shè)置在所述中心通道的周圍，用于水從所述管狀結(jié)構(gòu)的前端朝該結(jié)構(gòu)的后端的回流；其中管狀結(jié)構(gòu)的前端具有包括圓頂外殼和內(nèi)部部件的鼻部，該內(nèi) 部部件設(shè)置在外殼內(nèi)并形成有內(nèi)部噴嘴，以接受來自中心水流通道52 的前部的水，并以中心對著外殼的內(nèi)表面的射流引導(dǎo)該冷卻水，以產(chǎn) 生圍繞外殼的內(nèi)表面的向外并向后擴(kuò)散的水流。本發(fā)明還提供一種直接熔煉容器，該直接熔煉容器配有將氣體注 入到容器中的噴槍以及上述用于對氣流提供渦旋的裝置。


為了更加全面地解釋本發(fā)明，下面將參考以下附圖詳細(xì)描述一個特定的實(shí)施例，在附圖中圖1是直接熔煉容器的垂直剖視圖，所述容器配有一對固體注入噴槍和根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)造的熱空氣流注入噴槍； 圖2是所述熱空氣注入噴槍的縱向剖視圖 圖3是噴槍的中心結(jié)構(gòu)的前部的放大縱向剖視圖； 圖4顯示了中心結(jié)構(gòu)的鼻部的圓頂外殼； 圖5是沿圖4的5-5線的剖視圖； 圖6是沿圖4的6-6線的剖視圖；圖7是設(shè)置在中心結(jié)構(gòu)的前端處的圓頂外殼內(nèi)的內(nèi)部部件的側(cè)視圖；圖8是圖7中所示的部件的端視圖； 圖9是沿圖8的9-9線的剖視圖。
具體實(shí)施方式
圖1圖示了適合于在美國專利6083296中描述的HIsmelt工藝下的 操作的直接熔煉容器。所述冶金容器大體上用ll來表示，并具有爐 床，該爐床包括由耐熔磚形成的基部12和側(cè)部13;側(cè)壁14，其形成 從爐床的側(cè)部13向上延伸的大致為圓柱形的圓筒，且包括上圓筒部15和下圓筒部16;頂部17;用于廢氣的出口 18;用于連續(xù)地排出熔融金 屬的前部爐床19;以及用于排出熔渣的出渣口 21。在使用中，所述容器包含鐵和熔渣的熔池，所述熔池包括熔融金屬層22和在熔融金屬層22上的熔渣層23。由數(shù)字24標(biāo)出的箭頭表示 金屬層22的名義靜止表面的位置，由數(shù)字25標(biāo)出的箭頭表示熔渣層 23的名義靜止表面的位置。術(shù)語"靜止表面"應(yīng)該理解為沒有氣體和 固體注入到容器內(nèi)時的表面。所述容器配有熱空氣注入噴槍26和兩個固體注入噴槍27，熱空 氣注入噴槍26向下延伸，用于將在大約120(TC溫度下被加熱的空氣流， 即所謂的"熱空氣流"(或HAB)輸送到容器的上部區(qū)域中，而固體注 入噴槍27向下并向內(nèi)延伸穿過側(cè)壁14并進(jìn)入熔渣層23，用于將鐵礦 石、固體含碳材料和夾帶在貧氧載氣中的助熔劑注入到金屬層22中。 噴槍27的位置選擇成使得在所述工藝操作過程中，它們的出口端28 位于金屬層22的表面上方。噴槍的該位置降低了通過與熔融金屬接觸 而損壞的風(fēng)險，并且能夠通過強(qiáng)制內(nèi)部水冷來冷卻噴槍，而不存在水 與容器中的熔融金屬發(fā)生接觸的重大風(fēng)險。圖2-圖9中描述了熱空氣注入噴槍26的構(gòu)造。如這些圖所示，噴 槍26包括細(xì)長導(dǎo)管31，該細(xì)長導(dǎo)管31通過氣體入口結(jié)構(gòu)32接受熱空 氣，并將其注入到容器的上部區(qū)域中。噴槍包括細(xì)長的中心管狀結(jié)構(gòu) 33，中心管狀結(jié)構(gòu)33在氣流導(dǎo)管31內(nèi)從其后端延伸至其前端。在導(dǎo) 管的前端附近，中心結(jié)構(gòu)33攜有一系列的四個渦旋產(chǎn)生葉片34，所述葉片用于在離開導(dǎo)管的氣流中產(chǎn)生渦旋。中心結(jié)構(gòu)33的前端具有圓頂 鼻部35,圓頂鼻部35向前突出越過導(dǎo)管31的頂部36，使得中心本體 的前端與導(dǎo)管的頂部聯(lián)合作用以形成環(huán)形噴嘴，用于來自導(dǎo)管的、具 有葉片34所產(chǎn)生的渦旋的擴(kuò)散氣流。葉片34以四頭螺旋構(gòu)造設(shè)置并 滑動配合在導(dǎo)管的前端內(nèi)。從氣體入口 32向下游延伸的導(dǎo)管31的主要部分的壁在內(nèi)部由水 進(jìn)行冷卻。導(dǎo)管的這個部分包括一系列的三個同心鋼管37、 38、 39， 這三個同心鋼管延伸至導(dǎo)管的前端部分，并在這里連接到導(dǎo)管頂部36。 導(dǎo)管頂部36是中空的環(huán)形構(gòu)造，并由通過導(dǎo)管31的壁中的通道供給 和回流的冷卻水在內(nèi)部進(jìn)行水冷。具體地，冷卻水通過入口41和環(huán)形 入口集管42供給到限定在導(dǎo)管的管37、 38之間的內(nèi)部環(huán)形水流通道 43中，并通過頂部中周向間隔開的幵口供給到導(dǎo)管頂部36的中空內(nèi)部。 水從頂部通過周向間隔開的開口供給到限定在管38、 39之間的外部環(huán) 形水回流通道44中，并向后回流至位于導(dǎo)管31的水冷部分的后端處 的水出口 45。導(dǎo)管31的水冷部分在內(nèi)部襯有內(nèi)部耐熔襯里46，耐熔襯里46配 合在導(dǎo)管的最里面的金屬管37內(nèi)。導(dǎo)管頂部36的內(nèi)周邊與耐熔襯里 的限定用于氣體通過導(dǎo)管的有效流動通道的內(nèi)表面基本齊平。耐熔襯 里的前端具有直徑稍微減小的部分47，該直徑減小部分47以合適的滑 動配合容納渦旋葉片34。從所述部分47往后，耐熔襯里的直徑稍微變 大，使得在組裝噴槍時，中心結(jié)構(gòu)33能夠向下插入穿過導(dǎo)管，直到渦 旋葉片34到達(dá)導(dǎo)管的前端，在該前端處，渦旋葉片34與耐熔部分47 通過錐形耐熔卡盤(land) 48形成滑動接合，所述錐形耐熔卡盤48將 葉片定位并引導(dǎo)到耐熔部分47中。攜有渦旋葉片34的中心結(jié)構(gòu)33的前端由從噴槍的后端向前經(jīng)過 中心結(jié)構(gòu)供應(yīng)到前端的冷卻水在內(nèi)部進(jìn)行水冷，然后沿著中心結(jié)構(gòu)返 回到噴槍的后端。這能夠?qū)崿F(xiàn)直達(dá)中心結(jié)構(gòu)的前端、尤其是直達(dá)圓頂鼻端35的非常強(qiáng)的冷卻水流，在噴槍操作過程中，該鼻端受到非常高 的熱通量。中心結(jié)構(gòu)33包括內(nèi)部和外部同心鋼管50、 51，鋼管50、 51由端 對端設(shè)置并焊接在一起的管段形成。內(nèi)管50限定中心水流通道，水從 位于噴槍的后端處的水入口 53通過該中心水流通道向前流經(jīng)中心結(jié)構(gòu) 到達(dá)中心結(jié)構(gòu)前鼻端35，并且環(huán)形水回流通道54被限定在兩根鋼管 50和51之間，冷卻水通過該環(huán)形水回流通道流經(jīng)中心結(jié)構(gòu)回到位于噴 槍后端處的水出口 55。中心結(jié)構(gòu)33的鼻端35包括圓頂外殼61和內(nèi)部部件63，圓頂外 殼由在62處焊接在一起的兩個銅片61A和61B形成，內(nèi)部部件63也 由銅形成，并在64處用螺釘配合在中心結(jié)構(gòu)33的內(nèi)管間隔(blank) 的前端內(nèi)。內(nèi)部部件63形成有內(nèi)部匯聚噴嘴65，以接受來自中心水流 通道間隔的水，并以中心對著外殼61的內(nèi)表面的射流引導(dǎo)該冷卻水， 以產(chǎn)生圍繞外殼的內(nèi)表面的向外并向后擴(kuò)散的水流。圓頂外殼61的中心部分形成有與噴嘴65對準(zhǔn)、指向內(nèi)的錐形突 起66，以使來自噴嘴的水以銳角沖擊該突起的逐漸變細(xì)的側(cè)壁67，從 而沿著斜表面67向外流到外殼的圓頂內(nèi)表面68上。圓頂外殼61與內(nèi)部部件63之間的空間71被形成在圓頂外殼的內(nèi) 表面上的肋72細(xì)分。肋72包括第一系列的肋72A和第二系列的肋72B， 第一系列的肋72A從形成在外殼的中間部分中的所述突起向外并向后 發(fā)散，第二系列的肋72B從外殼的中心部分向后間隔開并在第一系列 的肋72A之間間隔開，以將水流通道70細(xì)分成更多數(shù)目的不連續(xù)通道， 同時這些通道沿著內(nèi)殼向外并向后分岔。內(nèi)部部件63的后端部分63A設(shè)有周向間隔開的縱向肋73，以將 內(nèi)部部件的后端部分與外殼的后部61B之間的空間74細(xì)分成用于水到中心結(jié)構(gòu)33的外部環(huán)形通道54中的回流的不連續(xù)水流通道75。內(nèi)部 部件的后端上的肋73的數(shù)目超過外殼的內(nèi)表面上的肋72的數(shù)目，以 便當(dāng)冷卻水回流至環(huán)形通道54時進(jìn)一步細(xì)分冷卻水流。例如可以存在 54個肋72 (27個短，27個長)和72個肋73。外殼內(nèi)表面周圍的向外擴(kuò)散的冷卻水流以及該水流在鼻端周圍緊 密間隔開的大量不連續(xù)水流通道內(nèi)的細(xì)分，確保了有效的除熱并避免 鼻端上產(chǎn)生"熱點(diǎn)"。所示構(gòu)造允許形成大量緊密間隔開的相同的水流通道，以確保在 中心結(jié)構(gòu)的鼻端的整個周邊周圍水流量相等，而不會形成可能導(dǎo)致"熱 點(diǎn)"的優(yōu)先水流(preferential water flow)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)33設(shè)有外部隔熱罩79，以防止熱量從導(dǎo)管31中進(jìn)入的 熱空氣流傳遞到在中心結(jié)構(gòu)33內(nèi)流動的冷卻水。如果經(jīng)受大型熔煉設(shè) 備中所需的非常高的溫度和高氣流，則實(shí)心隔熱罩僅可提供短期的維 護(hù)。在圖示構(gòu)造中，隔熱罩79由UMCO牌陶瓷材料管狀套筒形成。 這些套筒端對端地布置，以形成圍繞隔熱罩和中心結(jié)構(gòu)的最外管51之 間的空氣間隙80的連續(xù)的陶瓷隔罩。特別地，所述隔熱罩可以由 UMCO50的管狀分段制成，UMCO包括(wt%) : 0.05到0.12%的碳， 0.5歪ij 1%的硅，最高0.5%至1%的錳，0.02%的磷，0.02%的硫，27% 到29%的鉻，48%到52%的鈷，剩下的基本為鐵。該材料提供優(yōu)越的 隔熱性能，但是在高溫下熱膨脹明顯。為解決該問題，隔熱罩的單獨(dú) 管段可以如美國專利6673305所公開的那樣形成和安裝。
權(quán)利要求
1.一種用于將氣體注入到用于冶金工藝的冶金容器中的裝置，該裝置包括氣流導(dǎo)管，該氣流導(dǎo)管從后端延伸到前端，從該前端將氣體排出導(dǎo)管；細(xì)長中心管狀結(jié)構(gòu)，該細(xì)長中心管狀結(jié)構(gòu)在氣流導(dǎo)管內(nèi)從其后端延伸到其前端，該細(xì)長中心管狀結(jié)構(gòu)的前端與氣流導(dǎo)管的前端相鄰地設(shè)置；多個流動引導(dǎo)葉片，所述多個流動引導(dǎo)葉片與導(dǎo)管的前端相鄰地設(shè)置在中心管狀結(jié)構(gòu)的周圍，以在穿過導(dǎo)管前端的氣流中產(chǎn)生渦旋，中心結(jié)構(gòu)的前端和導(dǎo)管的前端聯(lián)合作用，以形成用于來自導(dǎo)管的具有由所述葉片產(chǎn)生的渦旋的氣流的環(huán)形噴嘴；以及中心管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的冷卻水通道，所述冷卻水通道用于冷卻水向前穿過該管狀結(jié)構(gòu)從后端到其前端的流動，以在內(nèi)部冷卻所述前端，然后經(jīng)過中心結(jié)構(gòu)回流到其后端，所述冷卻水通道包括第一水流通道，用于水到所述中心結(jié)構(gòu)的前端的流動；和第二水流通道，該第二水流通道設(shè)置在第一水流通道的周圍，用于水從所述中心結(jié)構(gòu)的前端朝該結(jié)構(gòu)的后端的回流；并且其中所述中心結(jié)構(gòu)的前端具有鼻部，該鼻部由圓頂外殼和內(nèi)部部件組成，該內(nèi)部部件設(shè)置在該外殼內(nèi)并形成有內(nèi)部噴嘴，所述內(nèi)部噴嘴從第一水流通道接收水，并相對于外殼的內(nèi)表面以射流引導(dǎo)該冷卻水，以產(chǎn)生圍繞外殼的內(nèi)表面的向外并向后擴(kuò)散的水流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述第一水流通道是所述細(xì) 長管狀結(jié)構(gòu)的中心通道，并且所述噴嘴引導(dǎo)中心對著所述外殼的內(nèi)表 面的所述射流，并且所述第二水流通道是圍繞所述中心通道設(shè)置的環(huán) 形通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述圓頂外殼的中心部分形成有與所述噴嘴對準(zhǔn)的指向內(nèi)的突起，以促進(jìn)向外并向后的擴(kuò)散 流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述圓頂外殼的中心部分設(shè)有與所述噴嘴對準(zhǔn)的向內(nèi)突出的基本圓錐形突起，使得來自所述 噴嘴的水將以銳角沖擊所述突起的錐形側(cè)壁，從而沿著傾斜表面向外 流到所述外殼的圓頂內(nèi)表面上。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述圓頂外殼與 所述內(nèi)部部件之間的空間被沿著所述鼻部向外并向后延伸的肋細(xì)分， 以形成用于圍繞所述圓頂外殼的內(nèi)表面向外并向后擴(kuò)散的冷卻水的一 系列不連續(xù)水流通道。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述肋形成在所述圓頂外殼 的內(nèi)表面上。
7. 根據(jù)當(dāng)從屬于權(quán)利要求3或4時的權(quán)利要求5或6所述的裝置， 其中所述肋包括第一系列的肋和第二系列的肋，所述第一系列的肋從 形成在所述外殼的中心部分中的所述突起向外并向后發(fā)散，所述第二 系列的肋從所述外殼的中心部分向后間隔開并在所述第一系列的肋之 間間隔開，從而將所述水流通道細(xì)分為數(shù)目更多的通道，這些通道沿 著內(nèi)殼向外并向后分岔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述內(nèi)部部件 的后端部設(shè)有周向間隔開的縱向肋，以將所述內(nèi)部部件的該后端部與 所述外殼的后部之間的空間細(xì)分為用于水到所述中心結(jié)構(gòu)的外部環(huán)形 通道內(nèi)的回流的不連續(xù)水流通道。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中存在比所述外殼的內(nèi)表面上 的肋的數(shù)目更多的肋，以進(jìn)一步細(xì)分冷卻水回到所述環(huán)形通道的流動。
10. —種直接熔煉容器，該直接熔煉容器配有根據(jù)前述權(quán)利要求 中任一項(xiàng)所述的用于將氣體注入到該容器中的裝置。
11. 一種在用于使噴槍中的預(yù)熱氣體流產(chǎn)生渦旋的裝置，該噴槍 用于將該氣體供給到容器，所述裝置包括細(xì)長管狀結(jié)構(gòu)；多個流動引導(dǎo)葉片，所述多個流動引導(dǎo)葉片與中心管狀結(jié)構(gòu)的前 端相鄰地設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)的周圍；以及管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的冷卻水通道，所述冷卻水通道用于冷卻水穿過該管 狀結(jié)構(gòu)從后端到其前端的流動，以在內(nèi)部冷卻所述前端，然后經(jīng)過管 狀結(jié)構(gòu)回流到其后端，所述冷卻水通道包括中心水流通道，用于水 到所述管狀結(jié)構(gòu)的前端內(nèi)的流動；和環(huán)形水流通道，該環(huán)形水流通道 設(shè)置在所述中心通道的周圍，用于水從所述管狀結(jié)構(gòu)的前端朝該結(jié)構(gòu) 的后端的回流；并且其中所述中心結(jié)構(gòu)的前端具有鼻部，該鼻部由圓頂外殼和內(nèi)部部 件組成，該內(nèi)部部件設(shè)置在外殼內(nèi)并形成有內(nèi)部噴嘴，所述內(nèi)部噴嘴 從中心水流通道接收水，并以中心對著外殼的內(nèi)表面的射流引導(dǎo)該冷 卻水，以產(chǎn)生圍繞外殼的內(nèi)表面的向外并向后擴(kuò)散的水流。
12. —種直接熔煉容器，該直接熔煉容器配有用于將氣體供給到 容器中的噴槍以及如權(quán)利要求10所述的用于在氣流中產(chǎn)生渦旋的裝 置。
全文摘要
向容器內(nèi)注入氣體的裝置。公開了一種向冶金容器內(nèi)注入氣體的裝置。該裝置包括氣流導(dǎo)管、在氣流導(dǎo)管中延伸的細(xì)長中心管狀結(jié)構(gòu)、圍繞中心管狀結(jié)構(gòu)設(shè)置的多個流動引導(dǎo)渦旋葉片、以及在中心管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的冷卻水通道。中心結(jié)構(gòu)的前端具有鼻部，該鼻部由圓頂外殼和內(nèi)部部件組成，該內(nèi)部部件設(shè)置在外殼內(nèi)并形成有內(nèi)部噴嘴，所述內(nèi)部噴嘴從冷卻水通道接收水，并以中心對著外殼的內(nèi)表面的射流引導(dǎo)該冷卻水，以產(chǎn)生圍繞外殼的內(nèi)表面的向外并向后擴(kuò)散的水流。
文檔編號C21C7/04GK101408379SQ200710303529
公開日2009年4月15日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者喬治·欽格爾三世, 埃里克·蒂邁, 托德·史密斯, 邁克爾·馬迪科 申請人:技術(shù)資源有限公司