專利名稱：高效風冷高爐風口的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高效風冷高爐風口 ，是一種應對冶金企業(yè)對高爐風口耐高溫、節(jié)
能、環(huán)保等要求而提出的具有環(huán)保、節(jié)能且具有較長使用壽命的高爐風口 。
(二)
背景技術：
本發(fā)明是對中國第200410035751. 3號發(fā)明專利所公開技術方案的進一步改進，上述公開了的發(fā)明專利對其申請日以前的技術現(xiàn)狀作了基本的闡述，并據(jù)此提供了一種高爐進風口，該高爐進風口是由通熱風的內筒和套接于內筒外偵U、通冷風的外筒組成，內筒壁、外筒壁和進風口頭部密布有若干射流孔，從而實現(xiàn)了用空氣代替水冷卻風口的技術目的，且冷卻空氣被加熱后作為助燃劑參與燃燒，不像水冷那樣要帶走一部分熱量，因此具有顯著的節(jié)能效果，空氣代替水可以達到環(huán)保的目的，緩解水資源緊張局面，降低了制作風口材質性能的要求。然而，由于所說的射流孔孔徑比較小，很容易為鋼渣所堵塞，射流孔一旦被堵塞，風口外殼不能被有效的冷卻，風口將會在短期內被燒損，進而失效?；谏鲜龇桨傅母郀t風口實用價值偏小。
(三)

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供了一種冷卻效果好，使用壽命長，且所說的射流孔不會堵塞的高效風冷高爐風口 。
本發(fā)明采用以下技術方案
該發(fā)明高效風冷高爐風口 ，包括
主燃氣管，用于輸送高溫氣體； 冷氣輸送通道，同軸地設置于所述主燃氣管外側，構建該冷氣輸送通道的內壁與所述主燃氣管間留有第一間隙；在該內壁的冷氣進口側周向均勻的設置有多個主噴孔，并在該內壁的其他壁段均勻的設有射流孔；以及 外殼，同軸地設置于所述冷氣輸送通道外側，由耐高溫材料制成。 根據(jù)本發(fā)明技術方案提出的高效風冷高爐風口是一種新型的風口 ，構建所說的冷
氣輸送通道的內壁設有所說的主噴孔和射流孔，從主噴孔流入的冷空氣沿所述間隙流動用
于對主燃氣管降溫，而射流孔主要用來對主噴口噴入間隙的氣體進行擾流，形成紊流，可以
起到更好的冷卻效果。另一方面，這種結構還使得所說的射流孔不直接暴露于外面，防止鐵
渣等對射流孔的堵塞。 此外，由耐高溫材料制成的外殼的存在可以有效地提高構建所述冷氣輸送通道的使用壽命，并且，即便是外殼損壞也容易更換。 上述高效風冷高爐風口，構建所述冷氣輸送通道的外壁與所述外殼間設有第二間隙，在所述外壁的冷氣進口側周向均勻的設有多個主噴孔，并在該外壁的其他壁段均勻的設有射流孔。 上述高效風冷高爐風口，所述外殼內貼敷有一層緩沖介質，用于緩解外殼與容納在其內部的構件受熱膨脹的熱應力。 上述高效風冷高爐風口，所述第一間隙和第二間隙按對應的所述主噴口的數(shù)目用隔板分隔成多個冷氣通道。 上述高效風冷高爐風口，構建所述第二間隙的外壁相應于每個所述的冷氣通道設有多組叉排肋。 上述高效風冷高爐風口，所述叉排肋與風口軸線呈30-45度。 上述高效風冷高爐風口 ，構建所述第一間隙的外壁相應于每個所述的冷氣通道設有多組叉排肋。 上述高效風冷高爐風口，所述冷氣通道為曲線形；所述冷氣輸送通道尾部設有一與構建冷氣輸送通道的本體可拆連接的耐高溫頂蓋。 上述高效風冷高爐風口，所述射流孔噴射方向與所述通道氣流方向的夾角為45° 60° 。 上述高效風冷高爐風口 ，相鄰的所述通道內的射流孔和主噴孔的排布為叉排；所述主燃氣管為柱形結構，所述冷氣輸送通道為沿其軸線的收口結構；所述主噴孔和射流孔為長方形結構。
(四)


下面結合說明書附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，使本領域的技術人員更好的理解本發(fā)明，其中 圖1為本發(fā)明實施例中高效風冷高爐風口的結構示意圖。 圖中1、外殼，2、緩沖層，3、射流層，4、頂蓋，5、冷氣通道，6、隔板，7、空氣壓力腔，8、主燃氣管，9、冷氣進口，10、主噴孔。
(五)
具體實施例方式
參照說明書附圖l，其示出了一種高效風冷高爐風口，包括
主燃氣管8，用于輸送高溫氣體； 冷氣輸送通道，同軸地設置于所述主燃氣管外側，構建該冷氣輸送通道的內壁與所述主燃氣管間留有第一間隙；在該內壁的冷氣進口 9側周向均勻的設置有多個主噴孔IO，并在該內壁的其他壁段均勻的設有射流孔3 ;以及 外殼1，同軸地設置于所述冷氣輸送通道外側，由耐高溫材料制成。 所說的耐高溫材料優(yōu)選具有較高結構強度和較高耐溫性能的陶瓷材料，當然，也
可以選用具有較高耐溫性能的耐火材料或者金屬陶瓷材料。所說的高溫即煉鋼時高爐中的
高溫環(huán)境下溫度。另外需要注意的是，所說的主噴孔氣分流了大部分的冷氣，所說的射流孔
主要用于擾流；當然，還可以這樣考慮，因為前一級的射流孔分流的冷氣必然為后面的射流
孔所擾流，所以據(jù)此考慮，主噴孔也可以理解為只相比于單個射流孔分流了更多的冷氣，而
相比于集群射流孔不一定要分擔更多的分流任務。 為了實現(xiàn)更好的冷卻效果，構建所述冷氣輸送通道的外壁與所述外殼間設有第二間隙，在所述外壁的冷氣進口側周向均勻的設有多個主噴孔，并在該外壁的其他壁段均勻的設有射流 L。這里需要考慮的不僅是主燃氣管的降溫，還要考慮外殼的降溫，這樣不僅可以保證外殼的使用壽命，而且，也可以進一步的保證主燃氣管能夠獲得合適的溫度，從而，其使用壽命可以進一步的延長。 由于固體都有熱脹冷縮的特性，在高爐這種溫度變化比較大，且爐內溫度高的情況下，所述外殼及容納在其內部的構件受熱都會發(fā)熱膨脹，為了緩解上述包括外殼的各構件產生的熱應力，所述外殼內貼敷有一層緩沖介質。 此外，由于高爐風口的保護對象原則上來說是所說的冷氣輸送通道，所說的緩沖介質還可以使用具有隔熱性能的介質。 為了進一步的提高冷卻效果，使冷氣分布均勻，所述第一間隙和第二間隙按對應的所述主噴口的數(shù)目用隔板6分隔成多個冷氣通道5，當然，基于射流孔的作用，每個通道也對應設置有一定數(shù)目的射流 L。此外，隔板的存在還可提高高爐風口的結構強度，為了起到隔離成多個冷氣通道，所說的隔板必然要在徑向連接于兩個構件之上，從這個意義上講可以叫做加強筋。 上述高效風冷高爐風口 ，構建所述第二間隙的外壁相應于每個所述的冷氣通道設有多組叉排肋，用于強化換熱，以有效的降低通道外壁的溫度。 為了進一步的提高強換熱效果，上述高效風冷高爐風口 ，所述叉排肋與風口軸線呈30-45度。通常情況下，所說的差排肋在走向上可以與所述隔板一致，可以起到一定的強換熱作用，但采用上述實際上是與隔板成一定角度的設置方式，能夠起到更好的強換熱效果。 進一步地，構建所述第一間隙的外壁相應于每個所述的冷氣通道也可以設置多組叉排肋，由于上述第二間隙設置叉排肋基本上可以滿足使用要求，這里考慮第一間隙的外壁設置叉排肋，為的是可以進一步的提高換熱效果。對此，本領域的技術人員可以想當然的進行等同轉用。本實施例中所涉及技術特征的名稱并不對該特征構成實際的限定，其等同替代方式和明顯變形方式也應當落入本發(fā)明保護范圍之內。 據(jù)此，比如所說的第一間隙可以用具有所述隔板和所述內壁的構件套接于主燃氣管上予以構建，便于制造和使用。 為了提高冷卻效果，采用延長所述冷氣通道的長度的手段，該冷氣通道為曲線形。所說的曲線形不僅需要考慮所說的長度，而且還要考慮制造的難度，所述曲線可以使用便于制造的波紋形。此外，采用曲線形雖然具有上述優(yōu)點，但該結構必然會增加流阻損失，我們所強調的是在流阻損失和最終的冷卻效果上達到一個平衡，所說的波紋形基本上可以滿足上述要求?？梢灶A見的是，所說的曲線為之字形或者折線形在此情況下可以認為是一種劣化的替換，原則上也應當落入本發(fā)明保護范圍之內。 為了保護該高效風冷高爐風口的內部構件，所述冷氣輸送通道尾部設有一與構建冷氣輸送通道的本體可拆連接的耐高溫頂蓋。所說的頂蓋采用耐高溫材料制成的頂蓋，防止構建所述冷氣輸送通道的局部(端部)損壞而造成整體失效的情況，可以單獨對頂蓋進行更換。反過來說，根據(jù)本方案的目的，顯然，冷氣要通過主噴孔和射流孔經冷氣通道進行分配，所說的冷氣輸送通道從功能上來講應該是分配通道，在這種情況下，可以把該部位稱為空氣壓力腔7，以用于氣體的分配，其端部是要密封的。 一種情況是通過所說的頂蓋進行密封，另一種情況是構建所說的冷氣輸送通道的構件是個單一構件，在制作工藝也不存在難度。
為了進一步的提高冷卻效果，所述射流孔噴射方向與所述通道氣流方向的夾角為45° 60° 。該角度區(qū)間是一個優(yōu)選的區(qū)間，經驗證在這個角度范圍內可以獲得比較好的擾流效果。當然，采用其他的角度形式也能起到一定冷卻效果。 相鄰的所述通道內的射流孔和主噴孔的排布為叉排，即傳熱學中的交錯設置，可以獲得更好的冷卻效果。 所述主燃氣管為柱形結構，所述冷氣輸送通道為沿其軸線的收口結構，即把所述冷氣輸送通道看成回轉體的話，其單側斷面可以采用直角梯形結構。此外，考慮到熱影響區(qū)，即考慮熱傳導的作用，所說的封蓋除了具有垂直于主燃氣管軸線方向上的結構外，還可以包含了部分的外壁、內壁結構，可以進一步的降低使用成本，防止構建所述冷氣輸送通道的主體提前失效。 為了提高冷卻效果，所述主噴孔和射流孔為長方形結構。
權利要求
一種高效風冷高爐風口，包括主燃氣管(8)，用于輸送高溫氣體；其特征在于其還包括冷氣輸送通道，同軸地設置于所述主燃氣管外側，構建該冷氣輸送通道的內壁與所述主燃氣管間留有第一間隙；在該內壁的冷氣進口(9)側周向均勻的設置有多個主噴孔(10)，并在該內壁的其他壁段均勻的設有射流孔(3)；以及外殼(1)，同軸地設置于所述冷氣輸送通道外側，由耐高溫材料制成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高效風冷高爐風口，其特征在于構建所述冷氣輸送通道的 外壁與所述外殼間設有第二間隙，在所述外壁的冷氣進口側周向均勻的設有多個主噴孔， 并在該外壁的其他壁段均勻的設有射流孔。
3. 根據(jù)權利要求2所述的高效風冷高爐風口，其特征在于所述外殼內貼敷有一層緩 沖介質，用于緩解外殼與容納在其內部的構件受熱膨脹的熱應力。
4. 根據(jù)權利要求1至3之一所述的高效風冷高爐風口，其特征在于所述第一間隙和第二間隙按對應的所述主噴口的數(shù)目用隔板(6)分隔成多個冷氣通道(5)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的高效風冷高爐風口，其特征在于構建所述第二間隙的外壁相應于每個所述的冷氣通道設有多組叉排肋。
6. 根據(jù)權利要求5所述的高效風冷高爐風口，其特征在于所述叉排肋與風口軸線呈30-45度。
7. 根據(jù)權利要求6所述的高效風冷高爐風口，其特征在于構建所述第一間隙的外壁相應于每個所述的冷氣通道設有多組叉排肋。
8. 根據(jù)權利要求4所述的高效風冷高爐風口，其特征在于所述冷氣通道為曲線形。
9. 根據(jù)權利要求8所述的高效風冷高爐風口，其特征在于所述冷氣輸送通道尾部設有一與構建冷氣輸送通道的本體可拆連接的耐高溫頂蓋(4)。
10. 根據(jù)權利要求9所述的高效風冷高爐風口，其特征在于所述射流孔噴射方向與所述通道氣流方向的夾角為45。 60° ;相鄰的所述通道內的射流孔和主噴孔的排布為叉 排；所述主燃氣管為柱形結構，所述冷氣輸送通道為沿其軸線的收口結構；所述主噴孔和 射流孔為長方形結構。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效風冷高爐風口，其包括主燃氣管，用于輸送高溫氣體；冷氣輸送通道，同軸地設置于所述主燃氣管外側，構建該冷氣輸送通道的內壁與所述主燃氣管間留有第一間隙；在該內壁的冷氣進口側周向均勻的設置有多個主噴孔，并在該內壁的其他壁段均勻的設有射流孔；以及外殼，同軸地設置于所述冷氣輸送通道外側，由耐高溫材料制成?；诒景l(fā)明技術方案的高效風冷高爐風口冷卻效果好，使用壽命長，且所說的射流孔不會堵塞。
文檔編號C21B7/16GK101698893SQ200910209270
公開日2010年4月28日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權日2009年10月28日
發(fā)明者劉宗明, 段廣彬, 沈遠勝, 葛曷一, 趙蔚琳 申請人:濟南大學