[发明专利]工业炉耐火内衬火焰喷补喷嘴

说明书

技术领域

本发明涉及工业炉、窑耐火内衬处于高温状态下，对其进行火焰喷补时，而使用的火焰喷补装置的重要设备部件。

背景技术

工业炉、窑在生产过程中，其耐火内衬壁受到炉膛内的高温侵蚀，厚度会逐渐减薄，或局部出现严重损坏无法继续使用，当接近到不能维持安全生产的程度，此时必须停止一段时期生产，以拆除不能使用的旧耐火内衬，重新砌筑新的耐火内衬，满足下一阶段安全生产要求。目前不论砌筑的工业炉耐火内衬所使用的耐火材料品质优劣程度如何，在生产过程中，被有效消耗仅占小部分，而其余大部分被拆除后，作为再利用率极低的次生耐火材料清理掉，造成资源浪费。喷补是提高内衬耐火材料利用率重要途径，实际上在常温状态下的耐火内衬壁广泛采用的干法、半干法、湿法的喷补方式非常有效，但不能应用到处于高温状态下的耐火内衬壁的喷补，因为这些喷补方式都无法使喷补料粘附到高温状态下的耐火内衬壁上。在生产间隙期间，各种不同工业炉耐火内衬温度有高、低差异，一般在800～1300℃之间，在此温度范围，绝大部分耐火材料处于固体状态。喷补料接触到此时的高温耐火内衬壁是刚性碰撞，将会反弹坠落，粘附着率极低，同时无法使喷补料与耐火内衬壁烧结为一体，不能达到维护炉衬的效果。必须使需要喷补的耐火内衬壁局部继续加热升温到1500～1900℃之间，处于高温熔融状态，此时对喷补到其表面上的喷补料有极强吸附能力，喷补料对耐火内衬粘附着率极高，并且很快形成陶瓷烧结而成为一体，维护或修补工业炉耐火内衬效果极佳。

工业炉耐火内衬火焰喷补装置，能够较好的满足处于高温状态下的耐火内衬壁的喷补。火焰喷补装置自身可以产生近3000℃高温火焰，将需要喷补的内衬壁喷补处的局部，继续加热到高温熔融状态，同时向喷补处的内衬壁表面连续不断喷补耐火喷补料。当喷补料接触到高温熔融状态内衬壁时极容易被吸附，并镶嵌到里面，而烧结成为一体，使减薄的耐火内衬壁得到恢复加厚，也可以使局部有严重损坏的内衬壁得到修复。从而使耐火内衬能够持续使用，延长其寿命，减少耐火材料使用量。降低工业炉、窑维护、维修成本，提高其生产作业率。火焰喷补装置是通过其部件火焰喷补的喷嘴，将氧气与燃气混合喷出，在空中迅速燃烧产生的高温火焰，同时被流化的固体粉状喷补料随燃气高速喷出，喷补耐火内衬壁表面。通过操控火焰喷补装置，可以使火焰喷补喷嘴在局部空间内自由移动或旋转，在工业炉完全不动的情况下，改变喷补其耐火内衬壁的部位。

发明内容

本发明工业炉耐火内衬火焰喷补喷嘴是火焰喷补装置的重要部件，其主要特征：通过双层钢套管支撑着喷嘴，并将喷嘴与火焰喷补装置系统连接成一体。由火焰喷补装置系统提供的氧气与携有被流化固体粉状喷补料的燃气，同样通过双层钢套管分别输送至喷嘴内，氧气在双层钢套管的外层，燃气在内层。喷嘴使高压、低速输送到的氧气在其内部转变成常压、高速、强旋转形式。高速旋转的氧气与燃气在喷嘴内部汇合成一股，从喷嘴喷出之前，在完全不燃烧情况下，能够进行快速、充分的预混合。已经进行充分混合的氧气与燃气在喷嘴出口处喷出，同样呈现强旋转形式，由于所喷补处的耐火内衬壁近距离阻挡，能够产生燃烧迅速、稳定性好、温度高、出现反卷状态、快速散开式短火焰。这种特高温短火焰有效的减少向周围空间散热，同时使喷补处的耐火内衬壁加热面积增大，而且升温快，热效率高。喷补料在喷嘴出口处同样呈现强旋转式螺旋状喷出，得到迅速、均匀的散开，在接触内衬壁表面不产生堆积，散开面积广，与火焰喷补工艺要求相吻合。