專利名稱：向高爐爐膛注入煤粉的方法和相應(yīng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法，用這種方法，通過(guò)在熱鼓風(fēng)管嘴處設(shè)置的一噴槍將煤粉和氣態(tài)氧化劑的混合物注入高爐爐膛。
為了實(shí)現(xiàn)上述的方法，提供了一噴槍和一熱風(fēng)管嘴，這種方法和相應(yīng)的裝置在使用中是有一定的優(yōu)點(diǎn)的。
眾所周知，在現(xiàn)有技術(shù)中，將煤粉借助熱鼓風(fēng)注入爐膛，通常的方法是將煤粉和熱鼓風(fēng)的混合物通過(guò)熱鼓風(fēng)管嘴吹入高爐爐膛的上部，這種方法有許多優(yōu)點(diǎn)。特別是，這種方法增加了高爐的生產(chǎn)能力，并且用成本較低的煤替代了大量的焦炭。
煤粉的注入通常是通過(guò)在熱鼓風(fēng)氣流的上游一定位置，即從爐膛中熱鼓風(fēng)管嘴的噴嘴端上游一定位置處插入一噴槍來(lái)實(shí)現(xiàn)。煤粉懸浮在一種惰性氣體中。氧化劑要么由熱鼓風(fēng)氣流來(lái)構(gòu)成，其中可以加氧氣也可以不加，要么干脆用純氧氣，氧化劑的加入是通過(guò)一接近噴槍噴嘴端的一單獨(dú)的管路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在用純氧作氧化劑時(shí)，純氧被用來(lái)和煤粉在噴槍的出口處混合而形成初級(jí)燃燒物，而熱鼓風(fēng)氣流則構(gòu)成二級(jí)燃燒空氣。
從德國(guó)專利DE-4，008，963C1的說(shuō)明中我們知道，將煤粉和氧氣的混合物注入高爐爐膛的一種方法是在熱鼓風(fēng)管嘴的一端設(shè)置一噴槍。該噴槍體包括一通過(guò)煤粉的內(nèi)容和一在內(nèi)管處形成的環(huán)狀外管，氧氣從該外管中進(jìn)入并通過(guò)。根據(jù)上述專利說(shuō)明中公開(kāi)的方法，煤粉的噴氣流被一環(huán)狀的氧氣流直接包裹著進(jìn)入爐膛。這種方法在混合氣流流量較低時(shí)是有效的，但當(dāng)要注入較大量的煤粉而使流量較大時(shí)便存在一定的問(wèn)題。
這是因?yàn)?，為了在將煤粉注入爐膛期間能高效地工作，在爐膛熱風(fēng)管嘴緊靠其噴嘴端的紊流區(qū)必須產(chǎn)生煤粉的盡可能充分的燃燒。如果在緊靠噴嘴區(qū)或該區(qū)往前，燃燒得不充分，特別是在熱鼓風(fēng)管嘴中有大流量的煤粉通過(guò)的情況下，燃燒殘余的大量粉末狀物質(zhì)便會(huì)淤積在高爐和它的過(guò)濾器中，這樣便明顯增加了對(duì)熱氣流的阻力。
在上述的紊流區(qū)獲得充分燃燒的困難在于，一方面是由于氣流通過(guò)的距離很短，另一方面是由于熱風(fēng)管嘴中熱風(fēng)氣流的流速太高。在炭粉顆粒在噴槍出口處燃燒的非常短的時(shí)間里，在中性氣體中懸溶的煤粉的致密的噴氣流必須被裂解，在熱解氣體釋放之前，游離的煤粉顆粒必須重新加熱，而熱解氣體必須和燃料混合，而且這種氣態(tài)混合物必須被點(diǎn)燃，熱解氣體中的固態(tài)殘留物質(zhì)必須在多項(xiàng)氧化反應(yīng)中與氧化劑重新發(fā)生反應(yīng)。因此，將煤粉注入爐膛的主要問(wèn)題之一便是引出了上文中非常簡(jiǎn)要地描述過(guò)的流體動(dòng)力學(xué)方面的概念和過(guò)程。
本發(fā)明的目的是提供一種新穎的方法，用這種方法將煤粉和氣態(tài)氧化劑的混合物注入高爐爐膛，這種方法通過(guò)在熱風(fēng)管嘴處設(shè)置一噴槍，使得其相應(yīng)的燃燒能力明顯增加，特別是當(dāng)煤粉的流量較大時(shí)效果更加明顯。
上述的目的是通過(guò)這樣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特征在于，在爐膛的熱風(fēng)管嘴的噴嘴端的相應(yīng)區(qū)域內(nèi)，煤粉是以空心環(huán)狀噴氣流的方式注入，氣流是空心的環(huán)狀噴氣流，氧化劑從環(huán)狀空心氣流的中心加入。
根據(jù)本發(fā)明，煤粉因此便不在以實(shí)心致密的噴氣流方式注入，而是以空心環(huán)狀氣流的方式注入。這種方式有直接的優(yōu)點(diǎn)，就是噴氣流更容易被裂解成游離的顆粒，而同樣流量的情況下，實(shí)心致密的噴氣流裂解便要困難得多。此外，噴氣流的外表面積增加了，而噴氣流相應(yīng)的厚度則減小了，這樣，便將游離的煤粉顆粒更直接地暴露給熱輻射。
氣態(tài)氧化劑(比如氧氣)不再環(huán)繞著煤粉噴氣流注入，而是直接從中孔加入到煤粉的環(huán)狀噴氣流中被注入。這種方式有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，氧化劑不會(huì)再在熱鼓風(fēng)氣流和煤粉噴氣流之間形成一冷隔層。其次，應(yīng)當(dāng)注意到，煤粉的環(huán)狀噴氣流，其外表面暴露給熱鼓風(fēng)氣流，它的內(nèi)表面則暴露給氣態(tài)氧化劑。環(huán)狀噴氣流中的煤粉顆粒結(jié)果便被包含在一個(gè)夾在兩層氧化劑氣流之間的薄層中，這樣便對(duì)迅速形成一易燃混合物起到了一明顯的促進(jìn)作用。最后，特別要注意到的是，在大的熱流量的影響下，由于爐膛中的高溫，從煤粉環(huán)狀噴氣流中孔導(dǎo)入的氧化氣體經(jīng)受了一高速膨脹，這樣便真正使得所說(shuō)的煤粉的空心環(huán)狀噴氣流從其內(nèi)部爆炸。這種爆炸作用使氧化劑、熱鼓風(fēng)氣流和燃料噴射并擴(kuò)散，從而在爐膛的緊靠近熱風(fēng)管嘴的區(qū)域內(nèi)形成一理想的紊流混合物，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，會(huì)發(fā)生自燃。
所有這些現(xiàn)象互為支持，從而明顯和意外地增大了煤粉通過(guò)熱風(fēng)管嘴進(jìn)入高爐爐膛的燃燒熱容量。現(xiàn)在，假定燃燒熱容量被明顯改善，那么，在不至于閉塞高爐熱鼓風(fēng)回路過(guò)濾器的情況下，煤粉的流量可以很大。結(jié)果便可以用較廉價(jià)的煤代替大量的焦炭。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)附加的特征，煤粉和氣態(tài)氧化劑的注入是在爐膛熱風(fēng)管嘴噴嘴端的相應(yīng)區(qū)域內(nèi)完成的。為了所有的實(shí)用性目的，回想一下，直到現(xiàn)在為止，煤粉的注入不得不在噴嘴端上游一定的距離處完成，其目的是為了增加用于燃燒機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)操作所使用的通路。現(xiàn)在，通過(guò)本發(fā)明，煤粉噴氣流的裂解實(shí)際上在熱鼓風(fēng)管嘴的出口處便立即發(fā)生。由此得出，為實(shí)現(xiàn)燃燒機(jī)構(gòu)的操作所必須的通路是十分短的，一個(gè)注入噴槍實(shí)際上在不減小相應(yīng)的熱容量的條件下便可插入爐膛。
這一特征的直接優(yōu)點(diǎn)在于，管嘴的熱鼓風(fēng)管道從熱變形的觀點(diǎn)來(lái)看，其中的熱應(yīng)力是比較小的。此外，燃燒后的熱灰實(shí)際上被防止粘滯在熱風(fēng)管嘴的冷壁上，這不僅可以有效地延長(zhǎng)熱風(fēng)管嘴的壽命，而且也防止熱灰阻塞熱風(fēng)管路。煤粉和氧化劑在爐膛熱風(fēng)管嘴噴嘴端區(qū)域的注入結(jié)果使得有可能在不減小燃燒熱容量的情況下增加熱風(fēng)管嘴的使用壽命。
本發(fā)明也提供了一個(gè)用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的噴槍。這個(gè)噴槍包括位于噴槍本體中的各個(gè)管道，它們用來(lái)注入煤粉和氧化劑到爐膛，其特征在于所說(shuō)的噴槍本體，在其朝向熱風(fēng)管嘴的一端，有一用來(lái)注入煤粉的噴嘴，該噴嘴環(huán)繞用于注入氧化劑的噴嘴而設(shè)置。
所說(shuō)的噴槍本體其優(yōu)點(diǎn)在于包括一內(nèi)容，該內(nèi)容形成一用來(lái)注入氧化劑的管道，另外還包括一外管，外管環(huán)繞內(nèi)管，該外管形成一煤粉的注入管道。
所說(shuō)的噴槍的這一實(shí)施例允許包圍氧化劑注入噴嘴的煤粉的環(huán)狀注入噴嘴生產(chǎn)工藝非常簡(jiǎn)單。很顯然，在噴槍本體中煤粉的流動(dòng)是一直線流動(dòng)，這樣便不會(huì)有任何明顯的偏差。由于這個(gè)原因，應(yīng)該指出，事實(shí)上，煤粉有明顯的磨蝕作用，任何壁面一旦有流動(dòng)偏差便都會(huì)受到明顯的磨損。這種發(fā)生在噴槍本體壁面區(qū)域的磨損可能會(huì)導(dǎo)致該壁面突發(fā)性破裂，進(jìn)而也存在熱鼓風(fēng)管道乃至噴槍本體的結(jié)構(gòu)性破壞的危險(xiǎn)。
用來(lái)將噴槍本體連接到一個(gè)用來(lái)供給懸浮于惰性氣體中的煤粉的管道和一個(gè)用來(lái)供給氣態(tài)氧化劑(比如氧氣)的管道的連接裝置，最好是設(shè)置于熱鼓風(fēng)管道的外部。該裝置隨后便被固定到噴槍本體的一端，這一端位于管嘴端相對(duì)的一端，它很容易使噴槍本體穿過(guò)一軸套筒插入熱鼓風(fēng)管道。
在連接裝置的最佳實(shí)施例中的理想的目的是防止煤粉流對(duì)其進(jìn)行磨蝕。
在所說(shuō)的連接裝置中，上述目的是通過(guò)分解煤粉流成一組煤粉通道分流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所說(shuō)的煤粉通道組被連接到所說(shuō)的環(huán)形管道，而所說(shuō)的氣態(tài)氧化劑則通過(guò)連接到所說(shuō)的內(nèi)管道上的相應(yīng)通道，而這些通道則分布在相應(yīng)的煤粉通道之間。因此，該連接裝置包括將第一連接套筒連接到所說(shuō)的環(huán)形管道的第一通道和分布于所說(shuō)的第一通道之間的第二通道，第二通道將第二連接裝置連接到所說(shuō)的內(nèi)管道。用這種方式，氣態(tài)氧化劑通道并不一定通過(guò)煤粉流，因此也就不會(huì)產(chǎn)生由于高速流動(dòng)的煤粉流而導(dǎo)致的磨損。
該連接裝置其優(yōu)點(diǎn)在于包括一分流單元，該分流單元帶有兩個(gè)相對(duì)的表面，所說(shuō)的噴槍本體穿過(guò)其中的一個(gè)表面，所說(shuō)的第一連接裝置出現(xiàn)在所說(shuō)的噴槍本體的軸向延伸部分，而噴槍本體通過(guò)相對(duì)的另一表面進(jìn)入分流單元，分流單元帶有一中心盲孔，該中心盲孔軸向延伸到所說(shuō)的內(nèi)管;分流單元還帶有一個(gè)軸向延伸到所說(shuō)的環(huán)形管道的環(huán)形凹槽;還至少帶有兩個(gè)第一通道，這兩個(gè)第一通道對(duì)稱地分布于所說(shuō)的中心盲孔旁邊，并出現(xiàn)在所說(shuō)的環(huán)形凹槽的一端，也位于所說(shuō)的第一連接套筒的另一端;至少帶帶有一個(gè)第二通道，第二通道則分布于所說(shuō)的第一通道之間，并且將所說(shuō)的中心盲孔連接到所說(shuō)的第二連接管筒上。很顯然，所說(shuō)的連接裝置的這個(gè)實(shí)施例更加緊湊，其設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于防止了由煤粉氣流的磨蝕而產(chǎn)生的任何磨損。
這就是為什么要使煤粉實(shí)際上沿軸向進(jìn)入所說(shuō)的噴槍的環(huán)形管道的原因，流動(dòng)有一對(duì)稱循環(huán)，不會(huì)使其產(chǎn)生明顯的方向變化。
為了進(jìn)一步改善對(duì)所說(shuō)的環(huán)形管路供給相應(yīng)燃料的均勻性，所說(shuō)的凹槽軸向延伸分流單元的所說(shuō)的環(huán)形管路，其優(yōu)點(diǎn)在于它有一載面，該截面從所說(shuō)的第一通道的噴嘴端起沿所說(shuō)的環(huán)形管路的方向不斷減小。應(yīng)注意到這個(gè)實(shí)施例也防止了所說(shuō)的分流單元內(nèi)壁的任何不邊續(xù)性。
氣態(tài)氧化劑供給的一最佳實(shí)施例包括一環(huán)形圓周腔，進(jìn)入該腔的是一組所說(shuō)的第二通道，它們公布于所說(shuō)的中心通道周圍，其優(yōu)點(diǎn)在于減少了氣態(tài)氧化劑在相應(yīng)的連接裝置區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)損失。
所說(shuō)的連接裝置其優(yōu)點(diǎn)在于它包括兩個(gè)元件，它們通過(guò)螺紋軸向地連接在一起。內(nèi)管因此便被固定到第一元件，而外管則被固定到相應(yīng)的第二元件。這個(gè)實(shí)施例其優(yōu)點(diǎn)在于它包括很容易生產(chǎn)的零件，另外，連接裝置中所說(shuō)的內(nèi)容的安裝和拆卸都是很容易的。
所說(shuō)的外管其優(yōu)點(diǎn)在于它帶有一法蘭，該法蘭通過(guò)螺紋被固定在所說(shuō)的第二元件上。
所說(shuō)的噴槍的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，它包括一個(gè)噴槍本體，其出現(xiàn)在豎爐(特別是一個(gè)高爐)爐膛的熱鼓風(fēng)管嘴的一端，所說(shuō)的噴槍本體環(huán)包著一內(nèi)管，該內(nèi)管形成了一內(nèi)管路用來(lái)通過(guò)氣態(tài)氧化劑，還有一外管環(huán)繞所說(shuō)的內(nèi)管，形成一環(huán)狀管路用來(lái)通過(guò)煤粉;
一分流裝置用來(lái)將所說(shuō)的內(nèi)管連接到一氣態(tài)氧化劑的供給管路，而將所說(shuō)的環(huán)狀管路連接到一煤粉的供給管路;
用來(lái)將所說(shuō)的內(nèi)管與所說(shuō)的外管進(jìn)行絕緣的裝置;
用來(lái)在所說(shuō)的內(nèi)管和所說(shuō)的外管之間產(chǎn)生一電壓差并在所說(shuō)的環(huán)形通道形成一電場(chǎng)的裝置。
這個(gè)實(shí)施例的主要優(yōu)點(diǎn)是煤粉的流動(dòng)簡(jiǎn)單而且有效地接受一電場(chǎng)的作用，這樣會(huì)對(duì)噴槍出口處的燃燒動(dòng)力學(xué)特性有明顯的影響，特別表現(xiàn)在對(duì)促使煤粒子間反應(yīng)混合物的形成的作用，而這些煤粒子是懸浮在一種隋性氣體和氧化劑氣體中的。應(yīng)該注意到，該電場(chǎng)的長(zhǎng)度等于噴槍體的長(zhǎng)度。
該實(shí)施例的分流裝置其優(yōu)點(diǎn)在于，它包括一個(gè)用硬的不導(dǎo)電的材料做成的分流單元，就是說(shuō)這種材料可以較好地抗煤粉的磨損。例如，可以是用一種陶瓷材料，特別是基于氧化鋁的陶瓷材料。借助這個(gè)用不導(dǎo)電材料做成的分流單元，噴槍體的外管與內(nèi)管之間的電絕緣問(wèn)題便迎刃而解。
該分流單元其優(yōu)點(diǎn)在于，它是一個(gè)具有第一和第二兩個(gè)基面的棱柱單元，其還有一組側(cè)表面，該單元具有在所說(shuō)的第一基面上為接受所說(shuō)的內(nèi)管的一端而設(shè)置的一中心盲孔;
在所說(shuō)的第二基面上有一凹槽;
還有一些通道，這些通道環(huán)繞所說(shuō)的中心盲孔并將所說(shuō)的第二基面上的凹槽與第一基面連通;
還有一第一側(cè)孔位于所說(shuō)的通道之間，其目的是在所說(shuō)的第一側(cè)表面上確定一噴嘴端并與所說(shuō)的中心盲孔連通;
還有一第二側(cè)孔位于所說(shuō)的通道之間，在所說(shuō)的第二側(cè)表面上確定一噴嘴端并與所說(shuō)的中心盲孔連通。
這是一個(gè)特別簡(jiǎn)單的實(shí)施例，它使得將氧化劑氣體引入內(nèi)管和將煤粉引入外管成為可能，并且還不會(huì)有煤粉流動(dòng)對(duì)氧化劑氣體導(dǎo)管產(chǎn)生磨蝕的危險(xiǎn)，也不會(huì)有電氣短路的危險(xiǎn)。
為了使與所說(shuō)的不導(dǎo)電棱柱單元的各種連接既簡(jiǎn)單又有效，所說(shuō)的分流裝置包括-第一前面板，它支撐在所說(shuō)的棱柱單元的所說(shuō)的第二基面上，在所說(shuō)的凹槽的延伸部分，它又支撐一煤粉連接套筒;
-前部零件，它支撐所說(shuō)的外管并支撐在所說(shuō)的棱柱體的所說(shuō)的第一基面;
-第一側(cè)板，它支撐在所說(shuō)棱柱單元的所說(shuō)的第一側(cè)面上，而且，在所說(shuō)的第一側(cè)孔的延伸部分上，它支撐一氣態(tài)氧化劑連接套筒;
-第二側(cè)板，它支撐在所說(shuō)棱單元的所說(shuō)的第二側(cè)面上，并且，在所說(shuō)的第二側(cè)孔的延伸部分上，它支撐一穿過(guò)第二側(cè)孔進(jìn)入所說(shuō)的中孔的電極。
為了將所說(shuō)的棱柱單元和所說(shuō)的前部零件連接起來(lái)，這樣可以支撐所說(shuō)的外管，所說(shuō)的分流單元包括螺栓，它們將所說(shuō)的前部零件和所說(shuō)的第一前板連接起來(lái)。
內(nèi)管帶有一法蘭，它被軸向安置在所說(shuō)的分流單元和所說(shuō)的前部零件之間，并通過(guò)分流單元和前部零件的軸向連接實(shí)現(xiàn)定位。這個(gè)法蘭簡(jiǎn)單而有效地解決了內(nèi)管與連接裝置之間的固定，同時(shí)能使所說(shuō)的盲孔環(huán)繞內(nèi)管是密封的。
前部零件還有一凹槽，該凹槽自外管的噴嘴端沿分流單元的方向突然張開(kāi)。界定所說(shuō)凹槽的表面最好是一曲面，它由一圓錐部分構(gòu)成，并且與外管的側(cè)面相切。內(nèi)管在分流單元噴嘴端區(qū)域內(nèi)帶有一管筒，該套筒的形狀基本上是瓶頸狀的，在連接噴槍以后，它被置于前部零件的所說(shuō)的凹槽中，其目的是確定一環(huán)形通道，該環(huán)形通道實(shí)際上與噴槍本體上的所說(shuō)的管路相切。該實(shí)施例基本上減小了煤粉從不導(dǎo)電單元進(jìn)入噴槍本體的環(huán)形通道時(shí)產(chǎn)生的磨蝕。此外，它在噴槍本體的所說(shuō)的通道中確保了煤粉的良好分流。
應(yīng)該注意到，在噴槍的所有實(shí)施例中，內(nèi)管在它的出口噴嘴區(qū)域內(nèi)帶有一折流板，這樣設(shè)計(jì)的目的就是促使氣態(tài)氧化劑的噴氣流在噴槍的出口處徑向散開(kāi)。該折流板包括一螺旋元件，它集成在由內(nèi)管形成的注入噴嘴上。
本發(fā)明的目的之一也是要提供一優(yōu)選解決方法，使注入噴槍以既簡(jiǎn)單又安全的方式插入此熱鼓風(fēng)管路中，并且直到高爐爐膛熱鼓風(fēng)管嘴噴嘴端的區(qū)域中。
由于這種原因，至此應(yīng)該回想一下，噴槍的插入是通過(guò)一個(gè)管路來(lái)完成的，該管路設(shè)置于熱鼓風(fēng)管嘴的上游。這個(gè)管路(這里稱為鼓風(fēng)管)由噴口、在熱鼓風(fēng)管嘴處的球鉸連接形成，其目的是允許管嘴與鼓風(fēng)管之間有相對(duì)的角位移，這種角位移是由于在熱鼓風(fēng)系統(tǒng)中存在熱應(yīng)力而產(chǎn)生的?，F(xiàn)在，如果希望噴槍頭穿過(guò)鼓風(fēng)管盡可能到管嘴的噴嘴端區(qū)域，那么，必須選擇一個(gè)介于噴槍軸線和鼓風(fēng)管軸向之間的非常小的角度。由此而得出，噴槍在熱鼓風(fēng)管路中的伸出長(zhǎng)度是長(zhǎng)的，管嘴中噴槍頭的定心變得較困難，即其不確定也不穩(wěn)定，越是這樣，管嘴和鼓風(fēng)管之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可能性就越大?，F(xiàn)在，管嘴中噴槍端的定位不準(zhǔn)便不可避免地破壞了鼓風(fēng)管，此時(shí)煤粉的噴氣流撞擊界定熱鼓風(fēng)管頭的壁面。因此，很顯然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所提供的解決方法不存在這些缺點(diǎn)。
這種解決方法包括將噴槍插過(guò)做在一雙壁面上的一個(gè)通道，該雙壁面確定了管嘴的熱鼓風(fēng)管路。噴槍的這種設(shè)置使確保噴槍頭在熱鼓風(fēng)管路中的調(diào)節(jié)是準(zhǔn)確而可靠的，調(diào)節(jié)發(fā)生在高爐爐膛中熱鼓風(fēng)管嘴噴嘴端的區(qū)域內(nèi)。
本發(fā)明其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)參照相應(yīng)的附圖從下面給出的最佳實(shí)施例的說(shuō)明來(lái)體現(xiàn)，其中-

圖1給出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的噴槍的最佳實(shí)施例的軸側(cè)圖;
-圖1A給出了圖1所示噴槍的噴嘴的正視圖;
-圖2給出了圖1所示噴槍的分解圖;
-圖3給出了圖1所示噴槍的縱向剖視圖;
-圖3A表示圖3所示的噴槍的另一個(gè)實(shí)施例詳細(xì)的局部剖視圖;
-圖4給出了圖1所示的噴槍的縱向剖視圖，其剖面與圖3所示的剖面呈45°角;
-圖5給出了通過(guò)一個(gè)裝置，將一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的噴槍插入熱鼓風(fēng)管嘴的原理剖視圖;
-圖6表示一個(gè)熱鼓風(fēng)管嘴的剖視圖，它是特別為根據(jù)本發(fā)明的噴槍而設(shè)計(jì)的;
-圖7給出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的注入噴槍的縱向剖視圖，使得在噴槍中的煤粉能夠承受一個(gè)電場(chǎng)的作用;
-圖8給出了一個(gè)根據(jù)圖7所示的注入噴槍的剖視圖，該圖的剖面與圖7的剖面呈90°角。
圖1至圖4描述了一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明方法的第一噴槍10。它在原理上主要由一個(gè)長(zhǎng)方形的槍體12構(gòu)成，槍體一端與一聯(lián)接裝置14固定在一起，后者用于把噴槍10連接到供給懸浮在惰性氣體中的煤粉的回路和供給氣態(tài)的氧化劑的回路，為舉例說(shuō)明，氣態(tài)的氧化劑可以是氧氣。
槍體包括一個(gè)雙導(dǎo)管(20，22)，該導(dǎo)管由一內(nèi)管16和一外管18形成。管16比管18的截面積小。管16沿軸向插在管18中，從而在兩管16與18之間形成一環(huán)狀的導(dǎo)管20，這個(gè)環(huán)狀導(dǎo)管20被用來(lái)作為煤粉的通道，而第一導(dǎo)管16本身形成一個(gè)圓柱形的管路22，它被用來(lái)作為氣態(tài)氧化劑的通道。
圖1A表示槍體的沿圖1中箭頭24所示的方向的正視圖，從中可以看出槍體12的形成，其一端為自由端26，另一端是雙噴嘴，后者包括一個(gè)環(huán)狀的噴嘴20′，它由所說(shuō)的環(huán)狀管路20端接，且圓形注入噴嘴22′與所說(shuō)的圓柱管路22端接，用于煤粉的注入噴嘴20′特地設(shè)置在用于氣態(tài)氧化劑的噴嘴22′的圓周上。完全遵照本發(fā)明的方法，采用這種噴槍10，能夠產(chǎn)生一個(gè)空心的煤粉的環(huán)狀噴氣流，且在空心的環(huán)狀噴氣流的內(nèi)部中孔形成一個(gè)氣態(tài)氧化劑的注入通道將氧化劑注入。
由圖2可見(jiàn)管16上具有間隔的凸塊28，它保證了外管18與內(nèi)管16之間能保持一定的徑向間隙，由于這些間隔的凸塊暴露于煤粉氣流中，它們最好用一種堅(jiān)硬的材料制成，這種材料不易被磨蝕。
聯(lián)接裝置14包括一個(gè)用于煤粉的第一聯(lián)接套30和一個(gè)用于氣態(tài)氧化劑的第二聯(lián)接器32。這兩個(gè)聯(lián)接器30和32以及槍體12都方便地固連在分配元件24上，分配元件34最好分成36和38兩個(gè)零件，它們被螺栓連接在噴槍體12的軸的延長(zhǎng)線上。圖3所示的兩個(gè)螺栓孔39，主要用來(lái)容納這些螺栓，螺栓從零件36穿入到零件38中。
零件36包括一個(gè)實(shí)心的圓柱體37，圓柱體的圓周被一個(gè)環(huán)形空腔40圍繞，在環(huán)形腔上連接用于氣態(tài)氧化劑的第二個(gè)聯(lián)接套32。第一個(gè)聯(lián)接套30通過(guò)所說(shuō)的圓柱體37上的凹槽43軸向端接在基面42上，基面44位于基面42的對(duì)面，所說(shuō)的圓柱體37具有一個(gè)實(shí)際直徑比實(shí)心的圓柱體37小的軸向延伸的圓柱體46，且通過(guò)一個(gè)截頭圓錐部分48被端接。在它的基座上，軸向延伸件46被一個(gè)端面50包圍，所以，所說(shuō)的圓柱體37的基面44被減小到圍繞端面50的圓環(huán)面44。
一個(gè)中心盲孔52沿軸向從所說(shuō)的截頭圓錐部分48的一端延伸，正好進(jìn)入所說(shuō)的實(shí)心圓柱體37。這個(gè)中心孔實(shí)際上具有與管16相同的內(nèi)徑，圍繞著這個(gè)中心孔52，在實(shí)心的圓柱體37內(nèi)，延伸出第一個(gè)通道54，該通道呈現(xiàn)一通過(guò)環(huán)繞所說(shuō)的軸向延伸部分46的端塊50所確定的環(huán)形表面。在圓柱體37的另一基面42上，這一通道54延伸到所說(shuō)的軸向凹槽43中，在此與套30端接。通道54最好環(huán)繞著盲孔52對(duì)稱分布，在圖中所表示的實(shí)施例中，總共有四個(gè)通道54，彼此間隔90°角。
圖3A表示在本體37上的聯(lián)接套30的噴嘴端的可替換的實(shí)施例，凹槽43°的空間相對(duì)于凹槽43的空間明顯被增加了，面對(duì)凹槽43′的聯(lián)接套30的噴嘴端的另一端，本體37具有一個(gè)用一種特別抗磨蝕材料制成的彎曲的表面45，這種材料對(duì)煤粉有很高的抗磨蝕性能。這一彎曲的表面45可以形成一連接部分，也可能由一種附加的材料構(gòu)成，亦可能是經(jīng)過(guò)適當(dāng)表面處理而獲得，該表面最好是圓形的，以防止煤粉中包含的纖維物質(zhì)被掛住。
圖3表示所說(shuō)的聯(lián)接裝置14的縱向剖視圖，剖面通過(guò)了四個(gè)通道54中的兩個(gè)，作為對(duì)照，圖4給出了的剖視圖的剖面與圖3中的剖面呈45°角?？梢钥闯觯趫D4中，畫出了實(shí)心的圓柱體37，在這個(gè)剖面中有兩個(gè)通道56，它們?nèi)鐖D示從中心孔朝著環(huán)形腔40的圓周延伸，第二通道的其它兩個(gè)通道位于與圖4所示的剖面呈90°夾角的剖面上。
零件38構(gòu)成一圓柱套，它通過(guò)一個(gè)環(huán)形的基面60，支承在所說(shuō)的零件36的環(huán)形基面44上。圓柱孔62的內(nèi)徑等于管18的外徑，并軸向端接在所說(shuō)的套的相對(duì)的基面61上。孔62作為管18的端部64的基座，管18通過(guò)法蘭66連接。后者，在圖中給出的例子中是被焊在管18上，亦可以用螺栓連接在它的基面61上。圖3所示的兩個(gè)孔68是為兩個(gè)螺栓的螺紋孔，很顯然，外管18的更換是十分容易的，且不需要拆下聯(lián)接裝置14或內(nèi)管16。
外管18出現(xiàn)在截頭圓錐孔70中，孔70沿軸向延伸，向外張開(kāi)，貫穿所說(shuō)的零件38，以便與環(huán)形基面60的中心端接。該截頭圓錐70的較小的基面與管18的通道的截面相對(duì)應(yīng)，而截頭圓錐的大基面的直徑等于一聯(lián)接元件36上的圓環(huán)的外徑，通道54的所有的噴嘴端均與該圓環(huán)內(nèi)切，通道54的這一邊設(shè)置有端塊50。
通過(guò)連接兩個(gè)零件36和38，所說(shuō)的零件38上的截頭圓錐孔70與所說(shuō)的零件36上同軸的36上的延伸部分46、48相配，以形成一環(huán)形空腔72。結(jié)果環(huán)形空腔在中心孔的長(zhǎng)度部分將其環(huán)繞，從而在所說(shuō)的通道54的噴嘴部分的軸向方向上，延長(zhǎng)所說(shuō)的環(huán)形導(dǎo)管20。應(yīng)該注意的是，環(huán)形槽72的環(huán)形橫截面自由表面的面積沿所說(shuō)的環(huán)形導(dǎo)管20的噴嘴端的方向逐漸減小，從而在穿進(jìn)所說(shuō)的環(huán)形導(dǎo)管20之前形成一個(gè)頸部74。通過(guò)這種新穎的方式，在環(huán)形導(dǎo)管20中的煤的分配明顯地被均勻化了。
內(nèi)管16以其端部80沿軸向與軸向與零件36的截頭圓錐部分48固連在一起。內(nèi)管16的這一連接將在連接兩個(gè)零件36和38之前被完成，例如可采用銅焊方式。
應(yīng)該注意的是在頸部74的范圍內(nèi)采用了套76，也就是說(shuō)，在這人直，煤粉流進(jìn)入這里時(shí)與內(nèi)管16相連接。該套可以通過(guò)銅焊固連到截頭圓錐部分48上，由于在環(huán)形腔72和環(huán)形導(dǎo)管20之間連接處的環(huán)形流量的輕微的偏差，采用更耐磨的材料進(jìn)行制造，將有效地防止內(nèi)管16被磨損。
圖7和圖8表示實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的噴槍的第二個(gè)實(shí)施例。該噴槍210包括槍體212，槍體的一端固連在聯(lián)接裝置214上，槍體包括雙導(dǎo)管220、222，導(dǎo)管由一個(gè)內(nèi)管216和一個(gè)外管218組成。管216的斷面比管218小，前者沿軸向插入后者中，從而在兩個(gè)導(dǎo)管216和218之間形成一個(gè)環(huán)狀導(dǎo)管220。這個(gè)環(huán)狀導(dǎo)管220趨向于作煤粉的通道，其中的第一導(dǎo)管216本身形成一個(gè)圓柱形的導(dǎo)管222，該導(dǎo)管趨向作氣態(tài)氧化劑的通道。
槍體210的特殊的特征表現(xiàn)在圖7和圖8之中，兩個(gè)管子216和218之間有潛在的不同，換言之，在環(huán)形導(dǎo)管220中，噴槍210的設(shè)計(jì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，它可以使傳送并通過(guò)環(huán)形導(dǎo)管220的煤粉粒子帶電，并懸浮在惰性氣體中，據(jù)此，兩個(gè)導(dǎo)管216和218是由一種材料制成的，該種材料應(yīng)為良好的導(dǎo)電體，且由用不導(dǎo)電的材料制造的間隔的凸塊228間隔開(kāi)，例如，用基于氧化鋁上的陶瓷材料，內(nèi)管216的外表面亦可以采用不導(dǎo)電的覆蓋物，例如在氧化鋁上覆蓋一層陶瓷外衣，同時(shí)，這覆蓋層具有對(duì)煤粉高度的抗磨性。
聯(lián)接裝置214是為實(shí)現(xiàn)下面三項(xiàng)作用而特別設(shè)計(jì)的，具體是1)連通環(huán)狀導(dǎo)管220和聯(lián)接套230作為煤粉通路;
2)連通內(nèi)導(dǎo)管222和聯(lián)接套232作為氧化劑氣體通路;
3)在外管218和內(nèi)管216之間連接可能不同。
為了這一目的，聯(lián)接裝置214包括一個(gè)分配單元236，其中有兩個(gè)聯(lián)接套230和232，和一個(gè)過(guò)渡零件，通過(guò)該零件噴槍體212伸出。這兩部分236和238，在兩個(gè)面板246和248之間被軸向連接在一起，后者采用螺栓280連接，且軸向支承在兩相對(duì)的表面和兩零件236和238上。
外管218被固定在零件238上，零件238最好采用導(dǎo)電的金屬制造。外管218與零件238的連接可以用銅焊或法蘭連接(圖中未畫出)實(shí)現(xiàn)，零件238具有一凹進(jìn)部分270，該部分沿分配單元236的方向，從外管218的噴嘴處向外張開(kāi)，從而形成外管的噴嘴端。應(yīng)注意的是，凹進(jìn)部分217所限定的表面最好是與外管218的內(nèi)表面相切的旋轉(zhuǎn)表面。
在分配單元234中，內(nèi)管216在其噴嘴區(qū)域內(nèi)，具有一個(gè)稍有些變尖的端部282，一個(gè)套254實(shí)際上具有瓶頸的形狀，該套用對(duì)煤粉有較高抗磨蝕性能的硬材料制成，它位于凹進(jìn)部分270之內(nèi)，從而形成一環(huán)狀的通道272，該通道實(shí)際上與所說(shuō)的噴槍體212的環(huán)形導(dǎo)管220相切。值得注意的是，通過(guò)相應(yīng)的凹進(jìn)部分270和套254的相應(yīng)的限定表面，形成一環(huán)形通道272，該環(huán)形通道的截面積沿煤粉流動(dòng)的方向逐漸減少。
在這一實(shí)施例中，分配單元236是采用高硬度的絕緣材料做成的，例如一個(gè)棱柱單元采用陶瓷物質(zhì)，如基于氧化鋁的陶瓷材料。在面板246的背后是背面242，它被支承在密封件286上。在這個(gè)位置上，套230穿過(guò)所說(shuō)的面板246，在面板的背面242上具有一個(gè)槽243，它插進(jìn)分配單元236中。棱柱236的正面224通過(guò)密封件288支承在環(huán)繞凹進(jìn)部270的噴嘴端的零件238上，在內(nèi)管216所在的軸上，一個(gè)中心盲孔252出現(xiàn)在棱柱單元236的正面244的前邊，這一中心孔252的直徑比內(nèi)管216的直徑稍大一些，中心孔252穿過(guò)棱柱元件一直沿軸向延伸，直通到側(cè)向孔256處并與256連通。側(cè)向孔出現(xiàn)在所說(shuō)的棱柱元件236的側(cè)表面255上，圍繞中心孔252的兩個(gè)通孔254即被構(gòu)成。一方面，它被端接在凹進(jìn)部分243的前部，另一方面，端接在零件238中所說(shuō)的環(huán)形腔272中。通道254相對(duì)于棱柱單元236的中軸線最好對(duì)稱設(shè)置。
內(nèi)管216在所說(shuō)的中心孔252中以其端部282出現(xiàn)。一個(gè)法蘭290剛性地連接在內(nèi)管216的一端282上，通過(guò)位于棱柱元件236的端部294上的密封墊292支承，棱柱環(huán)繞著中心孔252，使得法蘭290保證了內(nèi)管216與連接裝置214的固連和同心。為了達(dá)到這一目的，法蘭最好為正方形并且置于與之相對(duì)的零件238的凹進(jìn)部分。如果零件236和238被軸向連接，例如通過(guò)緊固螺栓280，內(nèi)管216就會(huì)被法蘭290鎖緊在這兩個(gè)零件236和238之間。在兩個(gè)通道254的噴嘴端的范圍內(nèi)，法蘭290帶有一個(gè)小孔縫隙，使得這些通道254與所說(shuō)的環(huán)形通道254連通。值得注意的是，在法蘭290和零件238之間，設(shè)置了一種絕緣材料，以防止內(nèi)管216與外管218之間電短路，內(nèi)管正好與法蘭290相連接，外管正好與零件238相連接。
棱形元件236被置于兩個(gè)側(cè)板298與300之間，板298支承在棱柱元件的側(cè)面255上，所說(shuō)的第二通道256亦出現(xiàn)在此，而板300支承在棱柱元件236與255相對(duì)的側(cè)面上，氣態(tài)氧化劑的接頭232被固定在板298上。在板298與棱柱236之間的密封墊302密封了接頭232和所說(shuō)的第二通道256，對(duì)面的板300支承在一個(gè)電接點(diǎn)304上，它能夠?yàn)閮?nèi)管216提供電勢(shì)，例如，這個(gè)電接點(diǎn)304包括一個(gè)絕緣套306，它以密封的方式安裝在板300上，并有一導(dǎo)體308從中穿過(guò)，-最好以密封的方式穿過(guò)絕緣套306，以防止通過(guò)棱柱元件236的通道進(jìn)入所說(shuō)的中心孔252。在凹槽252中，導(dǎo)體308以它的前端朝向內(nèi)管216，密封件312在板300與棱柱元件236之間起著密封作用。一個(gè)彈簧314被安置在導(dǎo)體308和蓋子316之間，蓋子旋入套306中以保持導(dǎo)體308的尖端與內(nèi)管216的背端部282之間的基本接觸。導(dǎo)體308最好被接到直流電源的正極，而噴槍210的外部金屬元件(特別是外管218、零件238、板298、300等)被接在該電源的負(fù)極。
用這種方式，就能夠在內(nèi)管216與外管218之間的環(huán)形空間220中產(chǎn)生一個(gè)是場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)對(duì)那些懸浮在惰性氣體(常為氮?dú)?中通過(guò)環(huán)形空間220的煤粉顆粒的活化有積極的影響?？梢韵嘈旁黾用悍垲w粒的活性可以這樣解釋，即電場(chǎng)的作用阻止了懸浮氣體的分子與煤粉顆粒的碰撞，從而使得這些煤粉顆粒與氧氣在噴槍210的出口處的反應(yīng)受到阻礙?？墒牵幸稽c(diǎn)毫無(wú)疑問(wèn)，即本發(fā)明的價(jià)值無(wú)論如何不依賴于已經(jīng)給出的科學(xué)解釋的正確性。
同時(shí)還應(yīng)注意，在內(nèi)管216的前端有一與之成一體的偏轉(zhuǎn)器320。偏轉(zhuǎn)器320最好是螺旋形的，其作用是要促進(jìn)內(nèi)管216出口處的氧氣噴出的快速散開(kāi)。
圖5表示出了一個(gè)熱鼓風(fēng)機(jī)管口100，它被以如圖所示的一定方式借助于風(fēng)口固定，并伸入高爐的側(cè)壁104中。該管口出現(xiàn)在高爐爐膛106的上部，它由環(huán)繞高爐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管系統(tǒng)的最終導(dǎo)管構(gòu)成，以便把鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)吹進(jìn)爐膛106中。一個(gè)導(dǎo)管108-叫做鼓風(fēng)管支承在管口100上。在鼓風(fēng)管和管口之間的支承表面上，形成一個(gè)球鉸連接110，球鉸允許兩個(gè)導(dǎo)管100與108之間按一定角度旋轉(zhuǎn)，從而允許按角位移計(jì)量相應(yīng)的熱變形。
參照112所示的裝置，來(lái)固定上面所描述的這種噴槍，這種裝置112能完全實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，噴槍10的端部26被伸進(jìn)管口100，使得煤粉20′和氣態(tài)氧化劑22′注入噴嘴位于爐膛中管口100的噴嘴端區(qū)域內(nèi)。
圖5以虛線表示了噴槍被固定在固定裝置112上時(shí)噴槍的外輪廓。這一固定裝置使得槍體能夠插入風(fēng)口102和鼓風(fēng)管108之間，直接穿過(guò)管口100的側(cè)壁114，直至爐膛106中的管口100的噴嘴端部。值得注意的是，在圖6中所附加描述的是管口100的一種新型設(shè)計(jì)。
管口100包括雙層側(cè)壁114，它按圖示的方式形成一個(gè)截頭圓錐體，該圓錐體沿軸向確定了一圓柱形的熱風(fēng)導(dǎo)管116。在所說(shuō)的截頭圓錐體的大端范圍內(nèi)，側(cè)壁114形成一環(huán)形表面118。該表面118通過(guò)一個(gè)環(huán)形凹槽被環(huán)繞導(dǎo)管116的噴嘴端而定，而凹槽作為鼓風(fēng)管108的支承面。在所說(shuō)的截頭圓錐體的小端范圍內(nèi)，側(cè)壁114形成導(dǎo)管116的噴嘴端121，用于將熱鼓風(fēng)向爐膛106注入。用124表示冷卻介質(zhì)的進(jìn)口接頭。
所說(shuō)的管口100不同于現(xiàn)有技術(shù)中管口的設(shè)計(jì)，通過(guò)一個(gè)直的通道126整體進(jìn)入所說(shuō)的管口的雙層側(cè)壁114，且出現(xiàn)在管口的上游的表面118的一邊，而在另一邊為熱鼓風(fēng)的導(dǎo)管116，故沿管口的噴嘴端121的方向上，通道126的軸向延伸不會(huì)與導(dǎo)管116的側(cè)壁114發(fā)生沖突。
這一通道作為進(jìn)入管口100的噴槍體12的上游端導(dǎo)管的護(hù)套，它的截面積通常稍大于噴槍體12的前端的截面積。
在環(huán)形表面118的一側(cè)，這一通道126通過(guò)圓柱護(hù)套130延伸。護(hù)套130延伸進(jìn)入在風(fēng)口102與鼓風(fēng)管108之間的有用的環(huán)狀自由空腔132。最好以其一端旋入所說(shuō)的通道126，這就要在所說(shuō)圓形表面118的噴嘴端一側(cè)提供螺紋134，在另一端，這一護(hù)套130通過(guò)一止回閥136、一個(gè)球閥138和一個(gè)填料盒接頭140軸向延伸。
為了固定噴槍，通常只要打開(kāi)球閥138并保證槍體通過(guò)填料盒接頭140和球閥138就可以了。在閥138打開(kāi)時(shí)可防止熱空氣流出的止回閥136，在槍體沿?cái)U(kuò)套130前進(jìn)時(shí)被槍體端部抬起。當(dāng)噴槍10的聯(lián)接裝置頂上所說(shuō)的固定裝置112的填料盒接頭140時(shí)，可以肯定噴嘴20′和22′按理想位置被固定并進(jìn)入熱鼓風(fēng)導(dǎo)管116中，也就是說(shuō)在爐膛106的管口100的噴嘴端121的相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。
采用上述結(jié)構(gòu)，使得槍體的伸出長(zhǎng)度受熱鼓風(fēng)的流量的影響減小，同時(shí)熱鼓風(fēng)管108和管口100之間的相對(duì)移動(dòng)也不再影響熱鼓風(fēng)管路中噴槍10的端部26的位置。
權(quán)利要求
1.通過(guò)一個(gè)熱風(fēng)管嘴，將煤粉和氣態(tài)氧化劑的混合物注入高爐的爐膛的方法，其特征在于在爐膛的熱風(fēng)管嘴的噴嘴端區(qū)域內(nèi)，煤粉的注入是以空心的環(huán)狀噴氣流的方式，而氣態(tài)氧化劑則是從煤粉環(huán)狀氣流內(nèi)注入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于氣態(tài)氧化劑是氧氣。
3.為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述方法的噴槍，它包括一個(gè)槍體(12、212);一個(gè)第一注入噴嘴(22′、222′)，其設(shè)置在所說(shuō)的槍體(12、212)的自由端;一個(gè)第二注入噴嘴(20′，220′)，它被設(shè)置成環(huán)繞所說(shuō)的第一注入噴嘴(22′、222′);其特征是把所說(shuō)的第一注入噴嘴(22′、222′)連接到提供氣態(tài)氧化劑的回路上，而把第二注入噴嘴(20′、220′)連接到提供煤粉的回路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的噴槍，其特征在于所說(shuō)的槍體(12、212)包括一個(gè)內(nèi)管(16、216)，由其形成一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)管(22、222)用于導(dǎo)引氣態(tài)氧化劑，而一個(gè)外管(18、218)環(huán)繞著內(nèi)管(16、216)，以致于圍繞著內(nèi)管形成一個(gè)環(huán)狀導(dǎo)管(20、220)，該管用于導(dǎo)引煤粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的噴槍，其特征在于包括一個(gè)用于煤粉和氣態(tài)氧化劑的分流裝置(14、214)，該裝置被固連在所說(shuō)的槍體(12、212)的末端，該末端在所說(shuō)的注入噴嘴(20′、22′、220′、222′)的對(duì)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的噴槍，其特征在于分流裝置包括一個(gè)第一聯(lián)接套(30、230)，它可以被連接在用于提供懸浮在惰性氣體中的煤粉的回路上;一個(gè)第二聯(lián)接套(32、232)，它可以被連接在用于提供氣態(tài)氧化劑的回路上;第一通道(54、254)，它將第一聯(lián)接套(30、230)連接到所說(shuō)的環(huán)形導(dǎo)管(20、222)上，且在所說(shuō)的第一通道(54、254)之間設(shè)置的至少一個(gè)第二通道(56、256)，它把所說(shuō)的第二聯(lián)接套(32、232)連接到所說(shuō)的內(nèi)導(dǎo)管(22)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的噴槍，其特征在于所說(shuō)的分流裝置(14、214)包括兩個(gè)軸向相對(duì)的表面(42、242、61、261);所說(shuō)的噴槍體(12、212)穿過(guò)所說(shuō)的一個(gè)表面(61、261)而出現(xiàn)，且所說(shuō)的第一聯(lián)接套(30、230)穿過(guò)相對(duì)的表面(42、242)進(jìn)入所說(shuō)的分流裝置(14、214)，并沿所說(shuō)噴槍體(12、212)軸向延伸。一個(gè)在所說(shuō)的分流裝置(14、214)內(nèi)沿所說(shuō)的內(nèi)導(dǎo)管(22、222)軸向延伸的中心盲孔(52、252);一個(gè)在所說(shuō)的分流裝置(14、214)內(nèi)使所說(shuō)的內(nèi)導(dǎo)管(22、222)軸向伸展的環(huán)形腔(72、272);至少兩個(gè)環(huán)繞所說(shuō)的中心孔(52、252)對(duì)稱分布的第一通道(54、254)，該通道的一側(cè)在所說(shuō)的環(huán)形腔(72、272)中出現(xiàn)，而另一側(cè)在所說(shuō)的第一聯(lián)接套(30、230)中出現(xiàn)。至少一個(gè)設(shè)置在第一通道(54、254)之間的第二通道(56、256)，它把所說(shuō)的中心孔(52、250)與所說(shuō)的第二聯(lián)接套(32、232)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的噴槍，其特征在于，所說(shuō)的環(huán)形腔(72、272)的環(huán)形橫截面的自由表面積從所說(shuō)的第一通道(54、254)的噴嘴端起，沿所說(shuō)的環(huán)狀導(dǎo)管(20、220)向噴嘴端的方向逐漸減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的噴槍，其特征在于所說(shuō)的外管(18)具有一個(gè)法蘭(66)，該法蘭被固定在分流裝置(34)的外表面(61)上，由此使所說(shuō)的外管與所說(shuō)的分流裝置連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9的噴槍，其特征在于所說(shuō)的分流單元(34)具有多個(gè)第二通道(56)，這些通道環(huán)繞著所說(shuō)的中心孔(52)分布，且在環(huán)繞所說(shuō)的分流單元(34)在其長(zhǎng)度部分出現(xiàn)了一個(gè)環(huán)形腔(40)，所說(shuō)的第二聯(lián)接套32通入環(huán)形腔(40)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中的任何一項(xiàng)的噴槍，其特征在于所說(shuō)的第一聯(lián)接套(30)出現(xiàn)在分流裝置(14)的腔(43′)內(nèi)，并朝著圓形的彎曲表面(45)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中的任何一項(xiàng)的噴槍，其特征在于所說(shuō)的分流裝置(14)包括沿噴槍體(12)的軸向連在一起的兩個(gè)零件(36、38);其中第一個(gè)零件(36)包括所說(shuō)的聯(lián)接套(30、32)，所說(shuō)的第一、第二通道(54、56)，和一個(gè)位于第一聯(lián)接套(30)的對(duì)面的軸向延伸物(46)，所說(shuō)的內(nèi)管(16)被連接在所說(shuō)的軸向延伸物(46)的自由端(48)上，中心孔(52)穿過(guò)軸向延伸物(46)，表面(50)環(huán)繞延伸物的基面，而所說(shuō)的第一通道(54)從表面(50)伸出;其中的第二個(gè)零件(38)包括一個(gè)軸向孔(62)，該孔作為所說(shuō)的外管(18)的一個(gè)基座，一個(gè)軸向延伸的凹槽(70)向外張開(kāi)，通過(guò)外管(18)形成導(dǎo)管，且所說(shuō)的凹槽(70)與所說(shuō)的軸向延伸物(46、48)相配合，從而在兩個(gè)零件(36、38)的連續(xù)過(guò)程中形成所說(shuō)的環(huán)形腔(72)。
13.根據(jù)權(quán)利要求4至11中任何一項(xiàng)的噴槍，其特征在于所說(shuō)的內(nèi)管(216)與所說(shuō)的外管(218)間設(shè)置電絕緣裝置，還包括在外管(218)和內(nèi)管(216)之間提供一個(gè)電勢(shì)差的裝置，從而在所說(shuō)的環(huán)形腔(220)之中建立一個(gè)電場(chǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的噴槍，其特征在于包括一個(gè)用于分配煤粉和氣態(tài)氧化劑的裝置(214)，該裝置包括由堅(jiān)硬的絕緣材料制成的分流單元(236)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的噴槍，其特征在于所說(shuō)的分流單元(236)是一個(gè)具有第一和第二兩個(gè)底面(244、242)和多個(gè)側(cè)面的棱柱元件，它包括在所說(shuō)的第一基面(244)上的中心盲孔(252)，以便容納所說(shuō)的內(nèi)管(216)的端部(282);一個(gè)出現(xiàn)在所說(shuō)的第二基面(242)上的腔(243);環(huán)繞著所說(shuō)的中心孔(252)，使所說(shuō)的腔(243)延伸的通道(254)，通道(254)通到第一基面(244)上。位于所說(shuō)的通道(254)之間的第一個(gè)側(cè)孔(256)，從而在第一側(cè)表面(255)形成了一個(gè)噴嘴端，且與所說(shuō)的中心孔(252)連通。位于所說(shuō)的通道310之間的第二個(gè)側(cè)孔(310)，從而在第二個(gè)側(cè)表面上形成了一個(gè)噴嘴端，且與所說(shuō)的中心孔(252)連通。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的噴槍，其特征在于所說(shuō)的分流裝置(214)包括第一面板(246)，它支承在所說(shuō)的分流單元(236)的第二基面(242)上，且在所說(shuō)的空腔(243)的延伸部分支承用于煤粉的聯(lián)接套(230);支承在所說(shuō)的棱柱單元(236)的所說(shuō)的第一基面(244)上的另一個(gè)零件(238)，它支撐所說(shuō)的外管(218);支承在所說(shuō)的棱柱單元(236)的第一側(cè)表面(255)上的第一側(cè)板(298)，它在所說(shuō)的側(cè)孔(256)的延伸部分上支撐;一個(gè)聯(lián)接套(232)，該套用于氣態(tài)氧化劑，和支承在所說(shuō)的棱柱單元(236)的第二側(cè)表面上的第二側(cè)板(300)，它在所說(shuō)的第二個(gè)側(cè)孔(310)的延伸方向支撐一個(gè)電極(308)，該電極穿過(guò)孔(310)進(jìn)入所說(shuō)的中心孔(252)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的噴槍，其特征在于所說(shuō)的分流單元(214)包括螺栓(280)，螺栓將所說(shuō)的零件(238)連接到所說(shuō)的第一面板(246)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的噴槍，其特征在于內(nèi)管(216)具有一個(gè)法蘭(290)，該法蘭沿軸向夾在所說(shuō)的分流單元(236)和所說(shuō)的零件(238)之間，且由于分流單元(236)與零件(238)軸向連接而鎖緊在它們之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的噴槍，其特征在于內(nèi)管(216)在分流單元(236)的噴嘴端(282)的區(qū)域內(nèi)具有一個(gè)實(shí)際上為瓶頸形的套(254)，它在被連接到噴槍(210)上后，位于所說(shuō)的零件(238)的所說(shuō)的凹槽(270)中，從而形成一個(gè)環(huán)形通道(272)，該通道與所說(shuō)的噴槍體(212)的所說(shuō)的環(huán)形導(dǎo)管(220)相切。
20.根據(jù)權(quán)利要求3至19中的任何一項(xiàng)的噴槍，其特征在于所說(shuō)的第一注入噴嘴(22′，222′)具有一個(gè)螺旋式的折流板。
21.根據(jù)權(quán)利要求3至19中任何一項(xiàng)的噴槍所安裝的管嘴包括一雙層側(cè)壁(114)，它在上游部分的進(jìn)口節(jié)流孔和下游的爐膛(106)中的噴嘴端(121)之間形成一個(gè)熱鼓風(fēng)管(116)，其特征在于通道(126)作為所說(shuō)的槍體(12)的通道的保護(hù)套，環(huán)繞著所說(shuō)的熱鼓風(fēng)管(116)的進(jìn)口節(jié)流孔，且在所說(shuō)的熱鼓風(fēng)管(116)的另一端，所說(shuō)的通道(126)與所說(shuō)的管口(100)的所說(shuō)的雙層側(cè)壁(114)形成一體，并從環(huán)形表面(118)的一側(cè)伸出，從而在管口(100)的噴嘴(121)的方向上，所說(shuō)的通道(126)的軸向延伸部分不會(huì)與管口的側(cè)壁(114)相交。
22.用于將煤粉和氣態(tài)氧化劑注入高爐爐膛(106)的裝置，其特征在于利用根據(jù)權(quán)利要求3至19中之一項(xiàng)的噴槍(10)，它設(shè)置在根據(jù)權(quán)利要求11的管口(100)中，從而煤粉的注入噴嘴(20′，220′)和氣態(tài)氧化劑的注入噴嘴(22′、222′)被設(shè)置在高爐爐膛(106)的管口(100)的噴嘴端(121)附近。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通過(guò)一熱鼓風(fēng)管將煤粉和氣態(tài)氧化劑的混合物注入高爐爐膛的方法；在爐膛的熱風(fēng)管嘴的噴嘴端區(qū)域內(nèi)，煤粉以一空心環(huán)狀噴氣流注入，氣態(tài)氧化劑從所說(shuō)的煤粉環(huán)狀噴氣流的孔中注入；實(shí)現(xiàn)上述方法的噴槍包括兩個(gè)同軸的導(dǎo)管(16、18)，也包括一帶有一中孔(52)的煤粉分流單元。
文檔編號(hào)C21B5/00GK1080960SQ93107659
公開(kāi)日1994年1月19日 申請(qǐng)日期1993年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月1日
發(fā)明者烏爾維林·利昂, 克羅默·尤, 施密特·查爾斯 申請(qǐng)人:保羅·沃思有限公司