侧吹炉的制作方法

本发明涉及金属冶炼领域，具体涉及一种侧吹炉。

背景技术：

目前的侧吹炉一般可分为炉墙砌耐火砖和炉墙不砌砖耐火砖两种结构类型，前者炉体投资较高，后者当侧吹熔炼温度较高、侧吹喷枪喷吹气量较大时，侧吹炉常出现天然气燃烧不完全、炉体冒火等现象，存在较大安全风险，影响冶炼作业率并增加工人劳动负担。

技术实现要素：

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：侧吹炉内不砌耐火砖时，天然气容易从侧吹炉中泄露并在侧吹炉外发生燃烧产生冒火现象。

为此，本发明的实施例提出一种在侧吹炉内不砌耐火砖时，有效防止侧吹炉外侧冒火的侧吹炉。

根据本发明实施例的侧吹炉，包括：

炉体，所述炉体的一部分为水套，所述炉体内具有炉腔和喷枪孔，所述炉腔包括烟气区和熔池区，所述烟气区位于所述熔池区的上方，所述喷枪孔与所述熔池区连通；

烟道，所述烟道位于所述炉体的上方，所述烟道与所述炉体内的烟气区连通，所述烟道具有出烟口；

侧吹喷枪，侧吹喷枪通过所述喷枪孔设在所述炉体上，且所述侧吹喷枪的出气口与所述熔池区相对；

防冒火层，所述防冒火层设于所述炉体的外侧面上；

支护层，所述支护层设于所述防冒火层的外侧。

根据本发明实施例的侧吹炉具有成本低、炉体使用寿命长、在冶炼过程中，防止炉体外侧冒火优点。

在一些实施例中，所述防冒火层为耐火浇注料层。

在一些实施例中，所述防冒火层的高度与所述熔池区高度之比为1.2-2。

在一些实施例中，所述防冒火层的厚度为200mm-300mm。

在一些实施例中，所述支护层的厚度为10mm-20mm。

在一些实施例中，所述炉体包括炉缸、炉墙和炉顶，所述炉墙设在所述炉缸上，所述炉顶设在所述炉墙上，所述烟道设在所述炉顶上，所述侧吹喷枪设在所述炉墙上，其中所述炉缸、所述炉墙和所述炉顶限定出所述炉腔。

在一些实施例中，所述炉墙为水套，可选地，所述炉墙由铜水套、钢水套和铜钢复合水套中的一种或几种拼合而成。

在一些实施例中，所述炉顶包括进料口，所述进料口设置多个，

所述炉墙包括炉渣排放口和观察口，所述观察口位于所述炉墙的上端部，所述炉渣排放口位于所述炉墙的下端部，所述炉缸上开设有金属排放口。

在一些实施例中，所述喷枪孔倾斜地设置，所述喷枪孔的内端位于所述喷枪孔的外端的下方，所述喷枪孔的延伸方向与水平方向呈10°-20°夹角。

在一些实施例中，所述喷枪孔和所述侧吹喷枪设置多个，多个所述喷枪孔两两相对地设在所述炉体上，多个所述侧吹喷枪和多个所述喷枪孔一一对应。

附图说明

图1是根据本发明实施例的侧吹炉的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的侧吹炉的又一结构示意图。

图3是图1中a-a处结构示意图。

附图标记：

侧吹炉100，

炉体1，炉墙11，观察口111，炉渣排放口112，炉缸12，金属排放口121，炉顶13，进料口131，熔池区14，烟气区15，

烟道2，出烟口21，

防冒火层3，

支护层4，

侧吹喷枪5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，根据本发明实施例的侧吹炉100，包括炉体1、烟道2、侧吹喷枪5、防冒火层3和支护层4。

炉体1的一部分为水套，炉体1内具有炉腔和喷枪孔，炉腔包括烟气区15和熔池区14，烟气区15位于熔池区14的上方，喷枪孔与熔池区14连通。

烟道2位于炉体1的上方，烟道2与炉体1内的烟气区15连通，烟道2具有出烟口21。侧吹喷枪5通过喷枪孔设在炉体1上，且侧吹喷枪5的出气口与熔池区14相对。防冒火层3设于炉体1的外侧面上。支护层4设于防冒火层3的外侧。

如图1-图3所示，物料在熔池区14中进行熔炼，烟气向上进入到烟气区15中并通过烟道2向外排出。可以理解的是，烟道2的出烟口21与后续的烟气处理系统连通，例如出烟口21与余热锅炉连通等。

侧吹炉100的部分为水套，当侧吹炉100处于使用(冶炼)状态下，水套内侧壁上会产生一层熔渣层，熔渣层能够减小水套内侧壁受腐蚀的速度，降低水套的损耗速度，进而增强了水套的使用寿命，提高了生产效率。

在炉体1的外侧面上设有防冒火层3，通过防冒火层3能够防止炉体1内(炉腔)中的剩余气体(空气、富氧空气、还原剂或燃料气体)溢出炉体1并在炉体1外部燃烧，支护层4用于对防冒火层3进行一定的支撑。

具体地，气体(空气、富氧空气、还原剂或燃料)通过侧吹喷枪5送入炉体1内部的熔池区14并搅动熔池区14内物料进行熔炼，部分天然气等燃料气体和富氧空气会从喷枪与炉体1之间的缝隙或从水套之间的缝隙处泄露，泄露出的高温气体会在炉外燃烧并产生火焰，为炉体冒火现象，此时通过在炉外设置防冒火层3，能够有效防止炉体1内部的剩余气体向外溢出，进而能够防止炉外冒火现象的产生。

相比于在炉体1内部砌耐火砖层，在炉外设置防耐火层的施工方法更加简单、资源消耗少。

因此，根据本发明实施例的侧吹炉100具有成本低、炉体1使用寿命长、在冶炼过程中，防止炉体1外侧冒火优点。

在一些实施例中，防冒火层3为耐火浇注料层。

根据本发明实施例的侧吹炉100，在侧吹炉100外侧面与支护层4内侧面之间浇注耐火浇注料，通过支护层4对耐火浇注料进行支撑，能够快速在炉体1的外侧面完成耐火浇注料层的浇注，直接采用耐火浇注料作为防耐火层具有施工简单，施工周期短，工作强度低的优点，与在炉体1内砌耐火砖相比，成本低且投入生产时间短，进而提高了工作效率。

在一些实施例中，防冒火层3的高度与熔池区14高度之比为1.2-2。

根据本发明实施例的侧吹炉100，防冒火层3的主要作用在于防止炉体1内的剩余气体向炉体1外溢出并在炉体1外燃烧产生炉外冒火现象，其次的作用在于防冒火层3具有一定的隔热作用，能够防止支护层4和工作人员因炉内高温受损。

由于炉内剩余气体在炉体1内热气流的作用下向上运动，当防冒火层3的高度与熔池区14高度之比小于1.2时，剩余气体依然可以从防冒火层3上溢出炉体1并在炉体1外燃烧，当防冒火层3的高度与熔池区14高度之比大于2时，防冒火层3所需的材料增加，且对支护层4的强度需求增加，进而所需的制造成本增加。优选地，防冒火层3的高度与熔池区14高度之比为1.5，当防冒火层3的高度与熔池区14高度之比为1.5时，炉体1内的剩余气体在随炉体1内热气流上升的同时，几乎被消耗殆尽，即使能够溢出防冒火层3，也无法在炉外进行燃烧。

在一些实施例中，防冒火层3的厚度为200mm-300mm。

根据本发明实施例的侧吹炉100，当防冒火层3的厚度低于200mm时，防冒火层3的隔热效果大幅度降低，很难起到隔热效果，进而对支护层4和操作人员造成伤害，当防冒火层3的厚度大于300mm时，防冒火层3所需的材料增加，且对支护层4的强度需求增加，进而所需的制造成本增加。优选地，防冒火层3的厚度为250mm，当防冒火层3的厚度为250mm时，防冒火层3既能够起到良好的隔热效果，又能够节约整体所需的成本。

在一些实施例中，支护层4的厚度为10mm-20mm。

根据本发明实施例的侧吹炉100，支护层4用于对防冒火层3进行支撑，当支护层4的厚度低于10mm时，支护层4的整体强度低，损耗速度快，进而降低了支护层4的使用寿命，降低生产效率且加大成本，当支护层4的厚度大于20mm时，在成本增加的情况下整体强度并没有显著提高。优选地，支护层4的厚度15mm。

在本领域技术人员理解下，支护层4的厚度还可以是由支护层4底端向支护层4顶端依次降低。具体地，支护层4底端的厚度为20mm，由支护层4的底端向支护层4的顶端，支护层4厚度逐渐减小，到支护层4顶端时，支护层4顶端的厚度为10mm。进而进一步加强了支护层4整体的强度，增加支护层4使用寿命，提高了生产效率。

如图1-3所示，炉体1包括炉缸12、炉墙11和炉顶13，炉墙11设在炉缸12上，炉顶13设在炉墙11上，烟道2设在炉顶13上，侧吹喷枪5设在炉墙11上，其中炉缸12、炉墙11和炉顶13限定出炉腔。

其中，炉墙11为水套，可选地，炉墙11由铜水套、钢水套和铜钢复合水套中的一种或几种拼合而成。

根据本发明实施例的侧吹炉100，炉墙11为水套，当侧吹炉100在使用(冶炼)过程中时，炉墙11的内侧壁上会产生一层熔渣层，熔渣层可以防止炉墙11内的高温熔融物料直接与炉墙11接触，进而降低了炉墙11所受的温度、高温熔融物料对炉墙11的侵蚀和冲刷，增加了炉墙11的使用寿命，熔渣层还能够有效防止高温熔渣在熔渣层上结块，减少了停工清理次数，降低了操作人员的工作强度，增加了整体的生产效率。

如图1-图3所示，炉顶13包括进料口131，进料口131设置多个，

炉墙11包括炉渣排放口112和观察口111，观察口111位于炉墙11的上端部，炉渣排放口112位于炉墙11的下端部，炉缸12上开设有金属排放口121。

根据本发明实施例的侧吹炉100，多个进料口131可以使矿料、熔剂、煤等炉料分别加入进炉腔中或多种混合物料分别加入进炉腔中，简而言之，多个进料口131可以分别对应一个进料仓，进料仓中物料直接通过进料口131加入炉腔中进行熔炼，避免重复切换，进而提高了生产效率。

观察口111用于对炉腔内物料熔炼状况进行观测，进而根据物料熔炼状况对熔炼参数(进料量、进气量)进行控制。

炉渣排放口112用于排出炉腔内的熔融炉渣，金属排放口121用于排出炉腔内的熔融金属。

在一些实施例中，喷枪孔倾斜地设置，喷枪孔的内端位于喷枪孔的外端的下方，喷枪孔的延伸方向与水平方向呈0°-20°夹角。

如图2所示，喷枪孔的内端与熔池区14相连，喷枪孔由炉墙11的外侧向炉墙11的内侧延伸，喷枪孔的延伸方向与水平方向(图2中前后方向)呈0°-20°的夹角。

可以理解的是，当喷枪孔的延伸方向与水平方向呈0°-20°的夹角时，放入喷枪孔内的侧吹喷枪5出风方向与水平方向的夹角也为0°-20°。喷枪出风方向的方向与水平方向呈0°-20°的夹角一方面可以让高温区向熔池内部移动，远离水套(炉墙11)，有效保护水套(炉墙11)，另一方面可以保证燃料的燃烧效率，避免燃料不完全反应，再一方面可以对物料进行充分的搅拌，使物料熔融(反应)充分。

当喷枪出风方向与水平方向的夹角大于20°时，熔池区14内熔池喷溅现象严重，且燃烧区靠近炉体1，影响延长炉体1的使用寿命。优选地，喷枪孔的延伸方向与水平方向的夹角为0°-10°，当喷枪出风方向与水平方向的夹角为0°-10°时时，熔池区14内的物料既可以快速地被搅拌熔融(反应)，同时也可以保证燃料的燃烧效率，还能尽可能使燃烧区远离炉体，延长炉体1的使用寿命

在一些实施例中，喷枪孔和侧吹喷枪5设置多个，多个喷枪孔两两相对地设在炉体1上，多个侧吹喷枪5和多个喷枪孔一一对应。

如图3所示，炉体1的横截面大体为长方形，多个侧吹喷枪5中的一者设在炉体1的前侧面上，多个侧吹喷枪5中的另一者设在炉体1的后侧面上，多个侧吹喷枪5中的一者与多个侧吹喷枪5中的另一者一一对应。

通过设置多个侧吹喷枪5能够加强熔池区14内物料的搅拌速度，进而加快反应速度。

在本领域技术人员理解下，炉体1的形状并不限于此，还可以是正方体，圆柱体，喷枪孔也并不限于设在炉体1的前侧面和后侧面，还可以设在左侧面和右侧面上。

在一些其他的实施例中，相邻两个侧吹喷枪5的延伸方向还与左右方向具有10°-20°的夹角。

通过相邻两个侧吹喷枪5的延伸方向还与左右方向具有10°-20°的夹角，在侧吹喷枪5向炉体1内送入气体时，能够使炉体1内产生“旋涡”，进而可以进一步加强物料的熔炼(反应)速度。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。