[发明专利]在电弧炉中用于相干喷射气喷和后燃的四边形组件

说明书

技术领域

本发明一般涉及电弧炉的操作，更具体地说，涉及电弧炉中的相干喷射的操作。

背景技术

在气体动力学领域，最近的重大进步是相干喷射技术的发展，它产生类似激光的气体喷射，能够长距离传播而仍基本上保持它全部的初始速度，并且它的喷射直径增加的非常小。相干喷射技术的一个非常重要的工业应用是在电弧炉操作中，例如提供用于气喷的气体。在与电弧炉操作结合的相干喷射操作上的任何改进都是人们所非常希望的。

因此，本发明的目的是提供一种可以非常有效地实现电弧炉的相干喷射操作和其它操作的系统。

发明概述

对于本领域的技术人员来说，在阅读了本说明书后上述的和其它的目的将变得更清楚，这些目的是通过本发明来实现的，本发明的一个方面是：

一种适合装入电弧炉壁的四边形组件，包括在第一向下角向电弧炉内提供气体相干喷射的相干喷射孔；在相干喷射孔下面和/或侧面的碳喷射嘴；和向电弧炉内提供至少一股氧化剂物流的至少一个后燃喷嘴，所述氧化剂物流位于第二向下角，第二向下角比所述第一向下角浅。

本发明的另一方面是：

适合装入电弧炉壁的四边形组件，包括在一个向下角向电弧炉内提供气体相干喷射的相干喷射孔；在相干喷射孔下面和/或侧面的碳喷射嘴；和向电弧炉内提供多股氧化剂物流的多个后燃喷嘴，所述后燃喷嘴如此定向，以致氧化剂物流在电弧炉内会聚以形成一个气层。

本发明又一个方面是：

一种向电弧炉内提供气体的方法，包括，在第一向下角从四边形组件的相干喷射孔将气体的相干喷射向下送入电弧炉；以比第一向下角浅的第二向下角从四边形组件的第一后燃喷嘴将第一后燃氧化剂物流送入电弧炉；在一定角从四边形组件的第二后燃喷嘴将第二后燃氧化剂物流送入电弧炉，以便与第一后燃氧化剂物流会聚；以及在电弧炉内由所述的第一和第二后燃氧化剂物流形成后燃氧化剂层。

此处使用的术语“相干喷射”是指一股气流，它的直径沿其长度方向基本上保持不变。相干喷射一般被火焰包围面环绕，即在火焰包围的内部，并且一般具有超声速度。

此处使用的术语“气喷”是指从液体表面以上的气流中提供气体进入该液体内。

此处使用的术语“后燃”是指向电弧炉内提供氧化剂，用于与熔化金属表面以上的易燃物质在该表面内燃烧。

附图说明

图1是一个表示电弧炉操作的剖面图。

图2是本发明的四边形板或组件的一个优选实施方案的顶视图。

图3是一个图解本发明的后燃氧化剂层实施方案方面的简化侧视图。

图4是一个使用氧化剂层后燃操作的本发明的四边形板或组件的一个优选

实施方案的顶视图。

详细说明

下面将参考附图来对本发明进行详细说明。参见图1，表示具有侧壁21和底壁22以及包括含熔化金属池23的池的电弧炉20。金属一般包括铁或钢。在熔化金属池的上面也示出了渣层24，它可以是熔化物或固体，并且在渣层24的上面示出了金属废料层25。渣层一般包括氧化钙、二氧化硅、氧化镁、氧化铝、和氧化铁中的一种或多种。废料层，如果存在的话，通过电极26提供的热能将其熔化以形成熔化的金属池23。除金属外，熔化金属池中还包括可氧化的物质如碳和/或烃。用尾气导管27将尾气从该炉中排出。

气体从侧壁送入炉中，以供气喷或燃烧有助于熔化废料和/或维持足够的温度以保证熔化的状态。也可将气体送入炉中供后燃。此外，含碳物质也可被送入炉中，与熔化的金属形成混合物，以供与喷入的氧气一起燃烧。迄今为止，这样的操作是分开进行，即，使用单独的组件和/或在该炉的壁面上使用非完善设置的圆柱形导管。本发明比传统的操作具有显著的优点。

在本发明的操作中，气喷气体、后燃氧化剂和含碳物质都被提供到使用四边形组件的电弧炉中。优选地，四边形组件具有90度夹角。一个炉中可以使用一个或多个这样的四边形组件。

参见图2，四边形组件40包括第一四边形分部1，它在这个实施方案中是正方形，和第二四边形分部2，它在这个实施方案中是长方形。四边形组件40适合用来安装到电弧炉的侧壁，优选与侧壁齐平，其如此定位以致可向炉中提供气体，如图1所示。该组件一般是水冷式的并且一般约四英寸厚。部分1的典型尺寸是12×12英寸，部分2的典型尺寸是6×12英寸，虽然也可使用任何其它合适的尺寸。部分2可位于部分1的左侧、右侧或上面。