一种高炉还原煤气喷吹装置的制作方法

1.本发明属于高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种高炉还原煤气喷吹装置。


背景技术：

2.高炉炉身喷吹还原煤气技术是高炉炼铁降本增效的有效措施之一。高炉炉身喷吹还原煤气不仅可以促进炉内间接还原发展，降低高炉焦炭和煤粉消耗，还为高炉操作增加了一种调剂手段，高炉操作人员可利用高炉炉身喷吹还原煤气来控制高炉热状态，解决高炉高富氧、全氧冶炼导致炉身热量不足的问题。
3.然而，现有高炉炉身喷吹还原煤气的方法主要是在炉身下部设置风口进行喷吹，该方法存在着还原煤气喷吹量少，还原煤气易在高炉边缘发展的问题，从而使得炉身喷吹的还原煤气的停留时间变短，很难与含铁炉料充分接触，降低了煤气的利用率，并且从炉身下部进风的高温气流易冲刷炉墙，降低高炉炉墙下部的使用寿命，进一步限制了高炉炉身喷吹还原煤气的冶炼效果。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少能够在一定程度上解决现有高炉的煤气喷吹方式存在高炉边缘发展效应并导致含铁炉料与煤气无法充分接触的技术问题，为此，本技术提供了一种高炉还原煤气喷吹装置。
5.本技术的技术方案如下：
6.一种高炉还原煤气喷吹装置，设置于高炉的炉身内，所述喷吹装置包括：
7.供气结构，设置于所述炉身中部，所述供气结构连接有煤气源；
8.配气结构，所述配气结构呈筒状，所述配气结构顶端封闭，所述配气结构底端设置有出气口，所述配气结构的侧壁设置有与所述供气结构连通的通孔，所述配气结构位于所述炉身的中部。
9.在一些实施方式中，所述配气结构包括圆管和设置于所述圆管上方的第一锥形管所述配气结构的上部呈椎形管状，所述通孔设置于所述圆管上。
10.在一些实施方式中，令所述炉身上与所述出气口平行的炉身直径为参照直径；
11.所述出气口直径为所述参照直径10-20％，所述配气结构的高度所述参照直径的15-35％。
12.在一些实施方式中，所述供气结构包括主体，所述主体沿其长度方向加工有供气孔，所述供气孔与所述通孔连通。
13.在一些实施方式中，所述主体的底部包括相对的第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面之间具有夹角。
14.在一些实施方式中，所述主体的顶面呈弧面，所述主体的外环壁与所述供气管同轴。
15.在一些实施方式中，所述主体的外轮廓的当量直径为其所在所述高炉的炉身处的
横截面的直径的5-10％，所述供气孔的直径为其所在所述炉身位置的横截面的直径的2-5％。
16.在一些实施方式中，所述供气管和所述主体之间设置有加强筋，所述加强筋沿所述供气管的长度方向设置。
17.在一些实施方式中，所述供气结构内设置有两条加强筋，两条所述加强筋分别位于所述通气孔的上方和下方。
18.在一些实施方式中，所述供气结构包括偶数个主体，两两所述主体相对设置，相对设置的两个所述主体的加强筋固定连接。
19.本技术实施例至少具有如下有益效果：
20.由上述技术方案可知，本技术公开的高炉还原煤气喷吹装置使得输出的还原煤气，将从炉身的中部向下输出还原煤气，一方面，还原煤气不会直接冲刷炉墙，炉墙不易因还原煤气的冲刷而损坏，增长了高炉的使用寿命；另一方面，增加了还原煤气的移动路径，提高了还原煤气与含铁炉料的接触时间，且不易发生煤气在高炉边缘发展的问题，还原煤气能够均匀地散布至炉身内的各处，高炉内各处的含铁炉料都能与还原煤气实现有效接触，还原煤气的利用率高，相应地，高炉内含铁炉料的处理效率高。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1示出了本技术实施例中高炉还原煤气喷吹装置结构示意图；
23.图2示出了图1中a-a向的剖视示意图；
24.图3示出了图1中b-b向的剖示意视图；
25.图中标记：1-炉身，2-配气结构，3-主体，4-气阀，5-加强筋，6-供气孔。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
28.图1示出了本技术实施例中高炉还原煤气喷吹装置结构示意图；图2示出了图1中a-a向的剖视示意图；图3示出了图1中b-b向的剖示意视图。
29.下面结合附图并参考具体实施例描述本技术：
30.如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种高炉还原煤气喷吹装置，设置于高炉
的炉身1内，并位于炉身1的中部，用于向高炉内的喷吹还原煤气以还原炉身1内的含铁炉料，喷吹装置包括供气结构和配气结构2，供气结构设置于炉身1内，配气结构2与供气结构连通，配气结构2呈筒状，配气结构2顶端封闭，配气结构2底端设置有供气口，配气结构2的侧壁设置有与供气结构连通的通孔。
31.供气结构连接有煤气源，还原煤气将通过供气结构进入配气结构2，并从配气孔逸出至炉身1内，完成还原煤气的供给。当然，高炉炉身1的顶端设置有出气口，以便于将还原煤气回收使用。参照图1和图2，高炉在使用状态时竖直放置，炉身1的横截面呈圆形，配气结构2位于炉身1的中部且配气结构2竖直设置，当还原煤气从供气口溢出后，还原煤气将先向下移动，与炉身1下部中间的含铁炉料接触，且由于供气口源源不断地向炉身1内供给还原煤气，与炉身1下部中间的含铁炉料接触后的还原煤气，将逐渐向炉身1的内壁散布，并在与炉身1内环壁的底端接触后，沿着炉身1内壁上升，当然，部分煤气再未抵达炉身1的内壁的情况下也会上升，那么可以理解的，本实施例中输出的还原煤气，将从炉身1的中部向下输出还原煤气，一方面，还原煤气不会直接冲刷炉墙，炉墙不易因还原煤气的冲刷而损坏，增长了高炉的使用寿命；另一方面，增加了还原煤气的移动路径，提高了还原煤气与含铁炉料的接触时间，且不易发生煤气在高炉边缘发展的问题，还原煤气能够均匀地散布至炉身1内的各处，高炉内各处的含铁炉料都能与还原煤气实现有效接触，还原煤气的利用率高，相应地，高炉内含铁炉料的处理效率高。
32.同时，本实施例能降低软熔带以下区域的还原负担，减少了焦炭参与直接还原反应的量，从而降低高炉焦比。炉身1喷吹的700-900℃还原煤气，直接带入大量物理热，高炉的炉身1区域可减少对高炉下部高温区上升煤气携带热量的依赖，因此高炉下部高温区煤气发生量可降低，可实施大富氧、全氧冶炼操作，从而有利于提高高炉产量。此外，供气结构还能对位于其上方的含铁炉料形成支撑作用，而减少了位于内部供气管道下方的炉料所承受的荷重和挤压，降低了高炉对焦炭强度的要求，从而可降低焦炭的生产成本。
33.进一步的，参照图1，配气结构2包括圆管和设置于圆管上方的第一锥形管，即配气结构2的上部呈椎形管状，通孔设置于圆管上。还原煤气进气配气结构2的内腔后，第一锥形管的内壁形状有利于对还原煤气进行导流，使得还原煤气在从配气口溢出时，具有水平方向的分速度，进而便于还原煤气在炉身1内的散布。第一锥形管的顶端还设置有第二锥形管，第二锥形管的锥度大于第一椎管部的锥度。可以理解的，通过设置第二锥形管，以为进入配气结构2的顶端的还原煤气进行缓冲，避免还原煤气与配气结构2的顶面撞击导致还原煤气的气流紊乱。
34.供气结构可呈圆管状，也可参照图2和图3，令供气结构包括主体3，主体3沿其长度方向加工有供气孔6，供气孔6与通孔连通，主体3的两端分别与配气结构2和炉身1内壁固定连接，炉身1上设置有进气孔，还原煤气发生器的出气管通过进气孔将还原煤气输入至供气孔6内，当然出气管上设置有气阀4.以便于作业人员调节还原煤气输入炉身1内的量。主体3采用耐火材料浇注而成，以增加使用寿命。
35.参照图3，主体3的底部包括相对的第一斜面和第二斜面，第一斜面与第二斜面之间具有夹角，两个斜面具有导向作用，以使得上升的还原煤气能够沿着第一斜面和第二斜面上升，进而减少还原煤气对主体3的高温冲刷，提升主体3的使用寿命。进一步的，主体3的顶面呈弧面，以便于向炉体内布料时，物料能够顺利下落。
36.供气管和主体3之间设置有加强筋5，加强筋5沿供气管的长度方向设置，以提高主体3的强度，减少主体3在长时间的使用过程中形变并导致气流紊乱的情况，进一步提升主体3的使用寿命。更进一步的，供气结构内设置有两条加强筋5，两条加强筋5分别位于通气孔的上方和下方，以进一步提升主体3的强度和抗性。
37.考虑到配气结构2是通过供气结构设置于炉身1内，由此，供气结构包括偶数个主体3，两两主体3相对设置，即两个相对设置的主体3的供气孔6的轴线位于同一直线上，相对设置的两个主体3的加强筋5固定连接，可以理解的，相对设置的两个主体3之间采用的是同一根加强筋5，配气结构2的整体强度，使得配气结构2能够长时间保持正常的作业状态，进而使得高炉在长时间内维持良好的含铁炉料的还原效果和还原效率。
38.作为一种可行的实施方式，令炉身1上与出气口平行的炉身1直径为参照直径，那么，出气口直径为参照直径10-20％，配气结构2的高度参照直径的15-35％，同时，主体3的外环壁与供气管同轴，且主体3的外轮廓的当量直径为其所在高炉的炉身1处的横截面的直径的5-10％，供气孔6的直径为其所在高炉炉身1位置的横截面的直径的2-5％，使得主体3的具有较厚的壁厚，以提高抗性，进而提升主体3的使用寿命。
39.本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.在本技术的描述中，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”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技术和简化描述，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技术的限制。
41.需要说明的是，本技术实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
42.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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；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技术中的具体含义。
43.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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一个或者多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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
点包含于本技术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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。
45.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
46.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，设置于高炉的炉身内，所述喷吹装置包括：供气结构，设置于所述炉身中部，所述供气结构连接有煤气源；配气结构，所述配气结构呈筒状，所述配气结构顶端封闭，所述配气结构底端设置有出气口，所述配气结构的侧壁设置有与所述供气结构连通的通孔，所述配气结构位于所述炉身的中部。2.根据权利要求1所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，所述配气结构包括圆管和设置于所述圆管上方的第一锥形管所述配气结构的上部呈椎形管状，所述通孔设置于所述圆管上。3.根据权利要求2所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，令所述炉身上与所述出气口平行的炉身直径为参照直径；所述出气口直径为所述参照直径10-20％，所述配气结构的高度所述参照直径的15-35％。4.根据权利要求1所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，所述供气结构包括主体，所述主体沿其长度方向加工有供气孔，所述供气孔与所述通孔连通。5.根据权利要求4所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，所述主体的底部包括相对的第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面之间具有夹角。6.根据权利要求5所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，所述主体的顶面呈弧面，所述主体的外环壁与所述供气管同轴。7.根据权利要求4所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，所述主体的外轮廓的当量直径为其所在所述高炉的炉身处的横截面的直径的5-10％，所述供气孔的直径为其所在所述炉身位置的横截面的直径的2-5％。8.根据权利要求4所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，所述供气管和所述主体之间设置有加强筋，所述加强筋沿所述供气管的长度方向设置。9.根据权利要求8所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，所述供气结构内设置有两条加强筋，两条所述加强筋分别位于所述通气孔的上方和下方。10.根据权利要求8所述的高炉还原煤气喷吹装置，其特征在于，所述供气结构包括偶数个主体，两两所述主体相对设置，相对设置的两个所述主体的加强筋固定连接。

技术总结
本发明公开了一种高炉还原煤气喷吹装置，属于高炉炼铁技术领域，解决现有高炉的煤气喷吹方式存在高炉边缘发展效应并导致含铁炉料与煤气无法充分接触的技术问题。喷吹装置包括供气结构和配气结构，供气设置于炉身内，供气结构连接有煤气源；配气结构呈筒状，配气结构顶端封闭，配气结构底端设置有出气口，配气结构的侧壁设置有与供气结构连通的通孔，配气结构位于炉身的中部。本申请还原煤气的利用率高，高炉内含铁炉料的处理效率高，同时增长了高炉的使用寿命。高炉的使用寿命。高炉的使用寿命。


技术研发人员：陈建 周恒 纪鹏飞 寇明银 李铄 田旭 李宏伟 杨晓东 倪俊 庄辉
受保护的技术使用者：首钢京唐钢铁联合有限责任公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/7/11