[发明专利]一种侧喷式煤粉喷枪

说明书

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及高炉喷煤技术，尤其是一种侧喷式煤粉喷枪。

背景技术

众所周知，在高炉生产中，所喷吹的煤粉，在风口和高炉内的燃烧，其限制性环节为煤粉向热风中的扩散过程。因此，任何旨在改善喷吹煤粉向热风中扩散的技术措施，均有利于提高煤粉的燃烧率，并可同时提高喷煤数量。

传统用于煤粉喷吹的喷枪，仅是一根圆管，圆管的出口即为煤粉出口。煤粉从喷枪喷出后，其流股截面的外边缘形状为圆形。在喷枪出口处，煤粉流股截面积与流股边缘周长之比为2/r，r为喷枪出口半径。可见，传统喷枪的半径越大，该比值越小。从动力学角度来看，这代表煤粉与热风间混合的初始条件就越差。在传统的喷枪直径范围内，煤粉流股截面积与流股边缘周长之比，通常约在0.2～0.3之间，属于最小的数值范围。它说明传统的圆管喷枪，其出口形状极不利于煤粉与热风间的初始混合。

中国专利申请201110376620.1和201120470986，旨在改善喷吹煤粉向热风中扩散的初始条件。它采用在喷嘴端面上的数个小孔或者“Y”或者“十”形窄缝向热风中喷吹煤粉，极大的改善了煤粉与热风间混合的初始条件。其煤粉流股截面积与流股边缘周长之比，是传统圆形喷枪的3～4倍。经仿真计算表明，该种形式的喷嘴，可使到达风口出口处的煤粉与热风混合物，其高于450℃的部分的比例，比传统的圆管喷枪时高出一倍以上，可显著增加煤粉在高炉炉内的燃烧率。但该形式的喷嘴，其出口仍在喷嘴的端面，且形状复杂、加工费用高，对热风的阻力大，并需要改变现有风口的入口口径后才能顺利实施。

发明内容

本发明提出的一种侧喷式煤粉喷枪，是旨在使用最简单的方法来改善煤粉与热风间的混合，减少喷嘴的风阻，并直接利用现有风口，以降低推广和使用的成本。

一种侧喷式煤粉喷枪，由后枪体、联接短管、套管、锁紧环、保护管、前枪体、喷嘴组成，前枪体的前端与喷嘴之间，先进行螺纹联接后再进行焊接加固；保护管被锁紧环固定在前枪体上；前枪体的尾端通过一个套管和联接短管与后枪体相连。在喷嘴的侧壁上，开有数排小孔或者开有数条窄缝，煤粉是通过该小孔或者该窄缝向热风中进行分散喷射的。

上述喷嘴上所开小孔，其中心线与喷嘴中心线之间的夹角a小于90°。

上述的喷嘴的出口段是根圆管，其管口是被嵌入的一个分配锥封闭的。

上述的喷嘴的出口段是个锥形。

上述的喷嘴上所开的小孔，是直线排列或者是呈螺旋线排列，其孔径是相同的或者是不同的。

上述的喷嘴上所开的数条窄缝，是直线形状或者是呈螺旋线形状，其缝宽是等宽度的或者是不等宽度的。

上述的后枪体、联接短管、套管、锁紧环、保护管、前枪体、喷嘴，其任意紧邻的两件是整体件，或者其任意紧邻的连续多件是整体件，或者全部是一件整体件。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提出的侧喷式煤粉喷枪，最简单的实现方式是：在现有传统的喷枪上，将喷枪圆管的出口段管壁，开几条窄缝或者钻数排小孔，然后使用一个锥体堵住出口，或者将其出口段压制成为一个锥形。这样，现有从圆管管口喷吹的煤粉，只能从所开小孔或者窄缝中喷出，形成侧喷状态。因此，实现了用最简单的方法来改善煤粉与热风间的混合。

(2)本发明提出的侧喷式煤粉喷枪，可采用螺旋线方式开孔或者开缝，使喷枪喷出的煤粉在热风中形成旋流。这种将煤粉旋流分散喷射于热风的方式中，比中国专利申请201110376620.1和201120470986在喷嘴出口端面开孔或者开缝方式，更有利于改善煤粉与热风之间的混合。因此，从动力学角度来看，本发明更有利于大幅度提高煤粉的燃烧率。

(3)本发明提出的侧喷式煤粉喷枪，可采用现有喷枪改制，因此不会增加风阻，也不需要更换现有风口小套即可实施。这将大幅度地降低使用本发明技术的技术措施成本。

(4)本发明提出的侧喷式煤粉喷枪，与现有传统喷枪一样，可直接在线更换，无需离线更换，因此具有显著的安全性、可靠性、实用性。

(5)本发明提出的侧喷式煤粉喷枪，具有简单、易行、成本低的特点，是通过大幅度改善煤粉与热风间的混合，从而提高高炉喷吹煤粉燃烧率的最为经济、实用的技术。

附图说明

图1为实施例1的剖面示意图。

图2为实施例2的剖面示意图。

图3为实施例3在图2中B向的视图。

如图中，1为后枪体，2为联接短管，3为套管，4为锁紧环，5为保护管，6为前枪体，7为喷嘴，8为分配锥，9为小孔，10为窄缝。