一种高炉喷煤枪的制作方法

本实用新型属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本实用新型涉及一种用于高炉风口煤粉喷吹的喷煤枪。

背景技术：

决定高炉喷煤量的主要因素是风口前煤粉的燃烧率和高炉料柱的透气性，在高炉喷吹煤粉的工况下，煤粉的充分燃烧主要取决于喷入炉内的煤粉和周围氧气的混合程度，混合的越好，燃烧速度也就越快，但随着喷煤比的提高，喷枪前煤粉云密度提高，相应的煤粉周围氧浓度减少，恶化了煤粉燃烧的供氧条件，因此在提高喷煤比的同时，如何改善煤粉与鼓风的混合均匀程度，来维持足够的燃烧速度、燃烬率，提高煤焦置换比是新型喷煤枪研究的一个重要方向,国内目前已公开的专利中多是将喷煤枪的前端加工成多孔喷嘴或是将喷煤枪的前端加工成螺旋形，但这些技术存在喷嘴容易堵塞、喷煤阻力增大，不利于喷煤比的提高等问题。

目前高炉使用的喷煤枪多为直通形圆形钢管，喷煤枪在风口处喷煤，风口鼓出的热风约1100-1200℃，喷煤枪受热后变软，耐磨性下降，易被煤粉磨损，所以喷煤枪寿命低，更换非常频繁，如何延长喷煤枪的使用寿命和提高更换便捷度也是新型喷煤枪的研究的一个重要方向。

技术实现要素：

为解决喷煤比的提高困难以及喷煤枪的使用寿命较短等问题，本实用新型提供一种新型喷煤枪，该喷煤枪通过风车形煤粉发散器以及双层钢管组合可以较好的克服前述问题。

本实用新型提供的高炉喷煤枪包括枪头和枪管，所述枪头处设置有一个风车型的煤粉发散器，所述枪管包括内层钢管和外层钢管，所述内层钢管和所述外层钢管均包括若干段钢管，相邻的钢管之间通过螺纹连接，所述内层钢管和外层钢管间为气体通道，内层钢管为喷煤粉通道。

优选的，所述煤粉发散器包括2-8个叶片，每个叶片的表面积约为50-500mm²,叶片的厚度为2-6mm。

更优选的，叶片上设置有孔洞。所述孔洞的直径为本领域技术人员根据煤粉可以 灵活的内容，如设置为1-100mm，也可以根据需要进行扩大或者缩小。

优选的，所述煤粉发散器焊接于喷煤枪的前段。

煤粉从喷枪中喷出后喷到风车形煤粉发散器上，煤粉的动能带动风车形煤粉发散器转动，风车形煤粉发散器的转动过程中，风车叶片干扰煤粉的运动方向，一部分煤粉被风车叶片发散至风车四周，另一部分煤粉穿过风车叶片中的孔洞喷入风车形煤粉发散器后方，能实现煤粉的全方位无死角发散。由于风车转动过程中风车叶片的角度呈周期性变化，所以煤粉也被周期性的发散至风车四周，对煤粉和热风的均匀混合有良好的效果。

优选的，所述内层钢管和外层钢管的材质为耐磨高锰钢。

优选的，内层钢管的内径为13-20mm，外径为19-26mm,外层钢管的内径为24-34mm，外径为30-40mm,外层钢管内径和内层钢管外径的差值为5-8mm。

优选的，所述内层钢管和外层钢管均包括两段钢管。由于喷煤枪前端工作环境恶劣，易损坏，为了方便更换喷煤枪的前端部位，将喷煤枪的外层钢管和内层钢管均设计成由两段组成，该两段分为易损坏的前段和不易损坏的后段。

更优选的，外层钢管的前段长度为500-800mm,后端长度为600-900mm，内层钢管的前段长度为400-700mm,后端长度为700-1000mm。外层钢管的前段长度要大于内层钢管的前段长度，可以方便内层钢管前段的更换。喷煤枪的外层钢管和内层钢管均可以实现单独更换损坏的部位。如果喷煤枪的外层钢管前段被损坏，喷煤枪的外层钢管前段可从螺纹处拧下，并被更换。如果喷煤枪的内层钢管前段被损坏，则将喷煤枪的外层钢管前段和内层钢管前段从螺纹处拧下并更换受损的内层钢管前段，然后重新安装外层钢管前段。

优选的，本实用新型中内层钢管喷煤粉，外层钢管和内层钢管之间吹富氧，富氧气体的喷吹流量为30-100NL/min,高速流动的气体能冷却外层钢管和内层钢管，提高外层钢管和内层钢管的使用寿命，富氧通过外层钢管和内层钢管之间的通道喷入高炉后还能起到助燃煤粉的效果，提高煤粉的燃烧率和燃烬率。

本实用新型在喷煤枪前端焊接的风车形煤粉发散器能全方位无死角发散煤粉，解决了煤粉的团聚、燃烧不充分问题。本实用新型的喷煤枪由双层钢管组成，喷煤枪的外层钢管和内层钢管均可以实现单独更换损坏的前段部位，节约了生产配件，并且外层钢管的前段和后段、内层钢管的前段和后段均是采用螺纹连接，降低了更换的难度。本实用新型通过外层钢管和内层钢管之间的通道向炉内喷吹富氧气体，富氧气体能冷却外层钢管和内层钢管，提高钢管的使用寿命，并能起到助燃煤粉的效果，提高煤粉的燃烧率和燃烬率。

附图说明

图1是焊接有风车形煤粉发散器的喷煤枪前端示意图

其中1为钢筋，起到把风车形煤粉发散器焊接到喷煤枪前端的作用，2为风车形煤粉发散器的转轴，3为风车形的煤粉发散器，4为风车形煤粉发散器叶片上设置的孔洞，5为喷煤枪前段喷出的煤粉，6为双层钢管的外管，7为外层钢管和内层钢管之间的通道，8为内层钢管，9为喷煤粉通道

图2是新型喷枪内外层钢管前段和后段的螺纹连接处示意图

其中图2中的10为外层钢管的前段，11为外层钢管的后段，12为外层钢管前段和后段的螺纹连接处，13为内层钢管的前段，14为内层钢管的后段，15为内层钢管前段和后段的螺纹连接处。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步说明，其仅用作对本实用新型的解释而并非限制。

参见图1-2，实施例1-3均使用了具有如下结构的喷煤枪，该喷煤枪包括枪头和枪管，所述枪头处设置有一个风车型的煤粉发散器3，所述枪管包括内层钢管8和外层钢管6，所述内层钢管8和所述外层钢管6均包括若干段钢管，相邻的钢管之间通过螺纹连接，所述内层钢管8和外层钢管6间为气体通道7，内层钢管为喷煤粉通道9。

可选的，所述煤粉发散器3包括2-8个叶片，每个叶片的表面积约为50-500mm²,叶片的厚度为2-6mm。

可选的，所述叶片上设置有孔洞4。所述孔洞4的直径为本领域技术人员根据煤粉可以灵活的内容，如设置为1-100mm，也可以根据需要进行扩大或者缩小。

可选的，所述煤粉发散器通过钢筋1焊接于喷煤枪的前段。

煤粉从喷枪中喷出后喷到风车形煤粉发散器上，煤粉的动能带动风车形煤粉发散器绕风车形煤粉发散器的转轴2转动，风车形煤粉发散器的转动过程中，风车叶片干扰煤粉的运动方向，一部分煤粉被风车叶片发散至风车四周，另一部分煤粉穿过风车叶片中的孔洞喷入风车形煤粉发散器后方，能实现煤粉的全方位无死角发散。由于风车转动过程中风车叶片的角度呈周期性变化，所以煤粉也被周期性的发散至风车四周，对煤粉和热风的均匀混合有良好的效果。

可选的，所述内层钢管和外层钢管的材质为耐磨高锰钢。

可选的，内层钢管的内径为13-20mm，外径为19-26mm,外层钢管的内径为24- 34mm，外径为30-40mm,外层钢管内径和内层钢管外径的差值为5-8mm。

可选的，所述内层钢管和外层钢管均包括两段钢管。由于喷煤枪前端工作环境恶劣，易损坏，为了方便更换喷煤枪的前端部位，将喷煤枪的外层钢管和内层钢管均设计成由两段组成，该两段分为易损坏的前段和不易损坏的后段。

可优选的，外层钢管的前段10长度为500-800mm,外层钢管的后端11长度为600-900mm，内层钢管的前段13长度为400-700mm，内层钢管的后端14长度为700-1000mm。外层钢管的前段长度要大于内层钢管的前段长度，可以方便内层钢管前段的更换。喷煤枪的外层钢管和内层钢管均可以实现单独更换损坏的部位。如果喷煤枪的外层钢管前段被损坏，喷煤枪的外层钢管前段可从螺纹处12拧下，并被更换。如果喷煤枪的内层钢管前段被损坏，则将喷煤枪的外层钢管前段和内层钢管前段分别从外层钢管前段和后段的螺纹连接处12及内层钢管前段和后段的螺纹连接处15拧下并更换受损的内层钢管前段，然后重新安装外层钢管前段。

可选的，本实用新型中内层钢管喷煤粉，外层钢管和内层钢管之间吹富氧，富氧气体的喷吹流量为30-100NL/min,高速流动的气体能冷却外层钢管和内层钢管，提高外层钢管和内层钢管的使用寿命，富氧通过外层钢管和内层钢管之间的通道喷入高炉后还能起到助燃煤粉的效果，提高煤粉的燃烧率和燃烬率。

实施例1：

在喷煤枪前端100mm处焊接一个风车形煤粉发散器3，风车形煤粉发散器与喷煤枪前端通过钢筋1连接，风车形煤粉发散器材质为耐磨高锰钢，风车形煤粉发散器示意图如图1所示，风车形煤粉发散器有2片叶片，每片叶片的表面积约为500mm²,叶片的厚度为6mm,每片叶片中都有一定数量的孔洞4。煤粉从喷枪中喷出后喷到风车形的煤粉发散器3上，煤粉的动能带动风车形煤粉发散器3转动，风车形煤粉发散器的转动过程中，风车叶片干扰煤粉的运动方向，一部分煤粉被风车叶片发散至风车四周，另一部分煤粉穿过风车叶片中的孔洞4喷入风车形煤粉发散器后方，能实现煤粉的全方位无死角发散。由于风车转动过程中风车叶片的角度呈周期性变化，所以煤粉也被周期性的发散至风车四周，对煤粉和热风的均匀混合有良好的效果。

该喷煤枪由双层钢管组成，钢管材质为耐磨高锰钢，内层钢管的内径为13mm，外径为19mm,外层钢管的内径为24mm，外径为30mm,外层钢管内径和内层钢管外径的差值为5mm。由于喷煤枪前端工作环境恶劣，易损坏，为了方便更换喷煤枪的前端部位，将喷煤枪的外层钢管和内层钢管均设计成由两段组成，该两段分为易损坏的前段和不易损坏的后段，外层钢管的前段长度为500mm,后端长度为900mm，两段采用螺纹连接，内层钢管的前段长度为400mm,后端长度为1000mm，两段采用螺纹 连接。内层钢管喷煤粉，外层钢管和内层钢管之间吹富氧，气体的喷吹流量为30NL/min,高速流动的气体能冷却外层钢管和内层钢管，提高外层钢管和内层钢管的使用寿命50％，富氧通过外层钢管和内层钢管之间的通道喷入高炉后还能起到助燃煤粉的效果，提高煤粉的燃烧率和燃烬率。

检测粉尘中未燃煤粉含量，与未使用本实用新型提供的装置及方法相比，粉尘中未燃煤粉含量由13％降低到11％，本实用新型提供的装置及方法明显提高了煤粉的燃烧率和燃烬率。

实施例2：

在喷煤枪前端150mm处焊接一个风车形煤粉发散器3，风车形煤粉发散器与喷煤枪前端通过钢筋1连接，风车形煤粉发散器3的材质为耐磨高锰钢，风车形煤粉发散器有5片叶片，每片叶片的表面积约为200mm²,叶片的厚度为4mm,每片叶片中都有一定数量的孔洞4。煤粉从喷枪中喷出后喷到风车形煤粉发散器上3，煤粉的动能带动风车形煤粉发散器3转动，风车形煤粉发散器3的转动过程中，风车叶片干扰煤粉的运动方向，一部分煤粉被风车叶片发散至风车四周，另一部分煤粉穿过风车叶片中的孔洞4喷入风车形煤粉发散器后方，能实现煤粉的全方位无死角发散。由于风车转动过程中风车叶片的角度呈周期性变化，所以煤粉也被周期性的发散至风车四周，对煤粉和热风的均匀混合有良好的效果。

该喷煤枪由双层钢管组成，钢管材质为耐磨高锰钢，内层钢管的内径为16mm，外径为22mm,外层钢管的内径为28mm，外径为34mm,外层钢管内径和内层钢管外径的差值为6mm。由于喷煤枪前端工作环境恶劣，易损坏，为了方便更换喷煤枪的前端部位，将喷煤枪的外层钢管和内层钢管均设计成由两段组成，该两段分为易损坏的前段和不易损坏的后段，外层钢管的前段长度为600mm,后端长度为800mm，两段采用螺纹连接，内层钢管的前段长度为500mm,后端长度为900mm，两段采用螺纹连接，外层钢管的前段长度要大于内层钢管的前段长度，以方便内层钢管前段的更换。喷煤枪的外层钢管和内层钢管均可以实现单独更换损坏的前段部位。内层钢管喷煤粉，外层钢管和内层钢管之间吹富氧，富氧气体的喷吹流量为65NL/min,高速流动的气体能冷却外层钢管和内层钢管，提高外层钢管和内层钢管的使用寿命50％，富氧通过外层钢管和内层钢管之间的通道喷入高炉后还能起到助燃煤粉的效果，提高煤粉的燃烧率和燃烬率。

检测粉尘中未燃煤粉含量，与未使用本实用新型提供的装置及方法相比，粉尘中未燃煤粉含量由13％降低到10％，本实用新型提供的装置及方法明显提高了煤粉的燃烧率和燃烬率。

实施例3

本实用新型提供一种新型喷煤枪，在该喷煤枪前端180mm处焊接一个风车形煤粉发散器3，风车形煤粉发散器3与喷煤枪前端通过钢筋1连接，风车形煤粉发散器3的材质为耐磨高锰钢，风车形煤粉发散器有8片叶片，每片叶片的表面积约为50mm²,叶片的厚度为2mm,每片叶片中都有一定数量的孔洞4。煤粉从喷枪中喷出后喷到风车形煤粉发散器3上，煤粉的动能带动风车形煤粉发散器3转动，风车形煤粉发散器的转动过程中，风车叶片干扰煤粉的运动方向，一部分煤粉被风车叶片发散至风车四周，另一部分煤粉穿过风车叶片中的孔洞4喷入风车形煤粉发散器后方，能实现煤粉的全方位无死角发散。由于风车转动过程中风车叶片的角度呈周期性变化，所以煤粉也被周期性的发散至风车四周，对煤粉和热风的均匀混合有良好的效果。

该喷煤枪由双层钢管组成，钢管材质为耐磨高锰钢，内层钢管的内径为20mm，外径为26mm,外层钢管的内径为34mm，外径为40mm,外层钢管内径和内层钢管外径的差值为8mm。由于喷煤枪前端工作环境恶劣，易损坏，为了方便更换喷煤枪的前端部位，将喷煤枪的外层钢管和内层钢管均设计成由两段组成，该两段分为易损坏的前段和不易损坏的后段，外层钢管的前段长度为800mm,后端长度为600mm，两段采用螺纹连接，内层钢管的前段长度为700mm,后端长度为700mm，两段采用螺纹连接，外层钢管的前段长度要大于内层钢管的前段长度，以方便内层钢管前段的更换。喷煤枪的外层钢管和内层钢管均可以实现单独更换损坏的前段部位。如果喷煤枪的外层钢管前段损坏，则将喷煤枪的外层钢管前段从螺纹处拧下，并更换。如果喷煤枪的内层钢管前段损坏，则同时将喷煤枪的外层钢管前段和内层钢管前段从螺纹处拧下并更换内层钢管前段，然后重新拧上外层钢管前段。内层钢管喷煤粉，外层钢管和内层钢管之间吹富氧，富氧气体的喷吹流量为100NL/min,高速流动的气体能冷却外层钢管和内层钢管，提高外层钢管和内层钢管的使用寿命50％，富氧通过外层钢管和内层钢管之间的通道喷入高炉后还能起到助燃煤粉的效果，提高煤粉的燃烧率和燃烬率。

检测粉尘中未燃煤粉含量，与未使用本实用新型提供的装置及方法相比，粉尘中未燃煤粉含量由13％降低到9％，本实用新型提供的装置及方法明显提高了煤粉的燃烧率和燃烬率。